Kitabı oxu: «Мозг. Советы ученого, как по максимуму использовать самый совершенный в мире орган», səhifə 2

Глава 1
Вопросы нейробиологу

Почему мозг находится в голове, а не в другом месте?

Кажется вполне разумным, что природа поместила мозг в голову. Вообще, некоторые люди утверждают, что у мужчин он в другом месте, но нейробиология не совсем с этим согласна. Почему мозг не находится в какой-нибудь другой части нашего тела? Разве он не был бы в большей безопасности под защитой грудной клетки? Может, ему следовало разместиться в ноге или стопе? Это выглядело бы ужасно, и на эти вопросы можно дать относительно простые ответы.

Начнем с головы. Мозг получает информацию о том, что мы видим, обоняем, слышим, пробуем на вкус и осязаем, от органов чувств. На зрение приходится почти 65 % всех его возможностей, поэтому вполне логично расположить глаза как можно ближе к мозгу. Если поместить его далеко от органов чувств, возникнет небольшая, но критическая задержка в получении информации. Всего несколько миллисекунд, тысячных долей секунды, могут означать разницу между жизнью и смертью. А еще мозг хочет сразу получать все сплетни о том, что происходит вокруг, и любит находиться в центре внимания. Поэтому чем быстрее он собирает информацию, тем лучше себя чувствует.

Но подождите, разве органы чувств не могли бы формироваться вокруг мозга, где бы он ни располагался? На протяжении миллионов лет эволюции и у наших водных предков, и у первых людей мозг оказывался в голове, то есть в верхней части тела. У рыб, млекопитающих и насекомых голова первой сталкивается с окружающей средой, когда животное перемещается. Способность органов чувств оценивать обстановку до того, как их носитель успеет продвинуться дальше, – это большой плюс.

Быстрое получение информации могло защитить наших предков от хищников и дать преимущество в поиске добычи.

У людей мозг, а следовательно, и органы чувств, находится высоко, чтобы обеспечить лучший обзор окружающего мира. Хотя мозг, расположенный наверху, кажется уязвимым, он защищен толстым черепом, состоящим из самого крепкого материала, который только может произвести тело. Поэтому он находится в безопасности.

Какая часть мозга самая старая и что она делает?

Эволюция этого человеческого органа часто объясняется с помощью модели трех мозгов². Первый мозг – рептильный, второй – эмоциональный, а третий – неокортекс, высший гениальный мозг, который я люблю называть Гэри. Насколько все это правда и почему у нас рядом с рептильным мозгом сидит Гэри?

Данная концепция была разработана нейробиологом Полом Маклином, который в 1990 году подробно изложил свою теорию триединого мозга. Он заявил, что у рыб был ранний мозг. На этом этапе он содержал только базальные ганглии. Потом на Земле появились рептилии, а их мозг приобрел мозговой ствол и мозжечок. Эти части образуют в нашей голове участок, называемый рептильным мозгом. Он отвечает за такие примитивные функции, как голод, жажда, половое влечение, стремление защищать территорию, агрессия, частота сердечных сокращений, дыхание и температура тела.

Есть бесчисленное количество книг, статей, мемов и комментариев о том, как рептильный мозг управляет нашей жизнью и как нам нужно игнорировать его, чтобы улучшить свое поведение. В этом есть доля правды, но в целом подобная точка зрения немного устарела, и мы скоро поговорим об этом.

Да, рептильный мозг стал первым эволюционировавшим «типом» мозга (по крайней мере, с точки зрения того, что мы сейчас считаем мозгом).

Базовые функции, такие как голод и жажда, всегда помогали людям оставаться в живых. Однако в ходе эволюции вокруг рептильного мозга сформировались другие структуры, ставшие своего рода его продолжением. Дополнительные, более интеллектуальные части не были добавлены, как кирпичи. Мозг рос и приобретал лучшую способность к обработке информации, а не просто дополнялся новыми частями. Мы знаем об этом благодаря тому, что наш орган хорошо работает как единая структура.

Когда человек эволюционировал, первыми «расширениями» рептильного мозга стали средний мозг и лимбическая система³, которые, помимо всего прочего, отвечают за эмоции, мотивацию и долговременную память. Две эти области были очень важны, пока люди учились формировать социальные связи, а также строить цивилизации и сообщества. Они помогали нашим предкам уживаться друг с другом и понимать окружающий мир.

Со временем у человека развился неокортекс. Это внешняя часть мозга с теми складками (извилинами), которые вы видите на всех его изображениях. Извилины увеличивают площадь поверхности мозга, благодаря чему в каждой из них концентрируется большее количество нейронов. Это улучшает когнитивные процессы, и люди становятся умнее. Неокортекс отвечает за многие вещи – например, осознанное мышление, планирование и рассуждения, которые возвышают человеческий мозг над мозгом других животных. Вот почему часто говорят, что неокортекс способен подавлять наши основные инстинкты и эмоции. Его можно сравнить с ворчливым другом, который заставляет сделать глубокий вдох, расслабиться и обдумать все, прежде чем действовать импульсивно.

Хотя последнее слово всегда остается за этим ворчливым другом, каждая область тесно связана с окружающими его областями. Это значит, что примитивный мозг не раздает инструкции, а только инициирует мысль, прежде чем она быстро обрабатывается всем мозгом.

На протяжении многих лет ученые считали, что неокортекс делает людей доминирующим видом, потому что именно там находятся «умные» области человеческого мозга.

В ходе эволюции различные области мозга стали взаимодействовать сложным образом.

Нейробиологи когда-то считали, что благодаря крупному неокортексу люди стали такими, какие они есть сегодня. На самом деле у других млекопитающих тоже он есть. У людей не такой большой мозг, как у некоторых других крупных млекопитающих, например китов. Однако человека отличает отношение массы мозга к массе тела, равное 1: 50. Это значит, что наше тело весит в 50 раз больше мозга (его вес составляет около 1,4 кг). Такое соотношение впечатляет, поскольку показывает, что значительная часть массы человеческого тела приходится на мозг. У большинства млекопитающих отношение массы мозга к массе тела составляет примерно 1: 180. Таким образом, можно сказать, что наш мозг в пять раз крупнее, чем он мог бы быть.

Именно организация неокортекса объясняет, почему человеческий мозг, и неокортекс в особенности, на многое способен. Мы очень далеко ушли от своих водных предков, и неокортекс современных людей разделен приблизительно на 200 различных областей. У ранних млекопитающих их было 20 или меньше, и они отличались плохой организацией.

Итак, вернемся к рептильному мозгу, импульсивному поведению и эмоциям. Ранняя нейробиология, в основе которой лежали взгляды Маклина, считала, что старый мозг действует независимо от других. Когда вы что-то делаете в гневе, вами руководит рептильный мозг, но когда вы смотрите на небо и размышляете о смысле жизни, то работает неокортекс. Теперь мы понимаем, что это не совсем так. Конечно, если вы повернете ключ зажигания, двигатель запустится, но автомобиль придет в движение только благодаря тому, что все его части работают как единое целое (водитель в этом примере играет роль неокортекса). Рептильный мозг действительно инициирует неосознанные мысли и импульсы, но три условных мозга работают как единый орган, и эти чувства влияют на мозг в целом.

Например, гнев – это очень сложная эмоция, основанная на воспоминаниях, прогнозировании результата, контексте, физиологическом стрессе и многом другом. Было бы слишком просто сказать: «Меня заставил так кричать рептильный мозг». Ранняя модель триединого мозга не совсем неверна, потому что мы можем подавить голод, чувство угрозы и негативные эмоции, прибегая к дополнительным рассуждениям и рассматривая ситуацию в контексте. Области рептильного мозга продолжают отвечать за примитивные функции, но они слишком хорошо связаны, чтобы действовать в одиночку. Да, у нас есть более старые части, которые отвечают за базовые жизненные функции, однако они развились в современный мозг.

Почему с некоторыми людьми мы сразу находим общий язык и становимся друзьями?

У вас когда-нибудь бывало такое, что вы встречаете нового человека, начинаете с ним разговаривать и вдруг чувствуете, будто знаете его много лет? Нет? И у меня нет! Но это иногда случается с некоторыми более общительными членами общества. Взаимодействуя с людьми на учебе, работе и в других местах, люди время от времени встречают тех, с кем сразу находят общий язык. Разговор проходит естественно, вас обоих интересуют одни и те же вещи, и вы будто заранее знаете, что ваш собеседник собирается сказать.

Социальной психологии многое известно об этом явлении. Оно возникает при сочетании таких факторов, как язык тела, выражение лица, зрительный контакт и, разумеется, искренний интерес к человеку. Но у нейробиологов лишь недавно появилась возможность понаблюдать за тем, что происходит при этом в мозге.

Несколько лет назад группа исследователей под руководством Мигеля Николелиса изучила мозг человека в момент возникновения социальной связи. Оказалось, что в нем создаются волны, соответствующие мозговым волнам собеседника. Этот эффект Николелис назвал стыковкой и объяснил, как наш мозг синхронизируется с мозгом других людей в различных социальных ситуациях. Каждый из собеседников тщательно анализирует социальные сигналы партнера, такие как язык тела и выражение лица, и создает аналогичные мозговые сигналы. Если у вас и так присутствовал здоровый интерес к человеку, это сделает ваше общение еще приятнее.

Когда собеседник в следующий раз скажет, что вы на одной волне, то он будет прав!

Исследовательская группа, которая занималась изучением мозговой синхронизации, планирует понаблюдать за спортивными командами, музыкантами, зрителями и другими группами людей, объединенных одним занятием, чтобы узнать, как этот процесс помогает им работать вместе.

Можно ли искусственно синхронизироваться с мозгом собеседника?

Ваш мозг синхронизируется с мозгом других людей на основе социальных сигналов, и МРТ показывает, насколько важную роль в этом процессе играет зрительный контакт. Этот сигнал гораздо сильнее активизирует мозг, чем подавляющее большинство других. Простой взгляд на изображение глаза не дает такого эффекта – мозгу действительно нужен социальный элемент.

Синхронизация также может происходить многими другими, вполне ожидаемыми способами. В некоторой степени – при простой вербальной коммуникации, например во время интересного разговора. Мозг будет синхронизироваться и при наблюдении за невербальной коммуникацией – выражением лица и жестами, однако собеседник должен разделять с вами эмоциональную реакцию на сказанное. Ему должно быть интересно то, что вы говорите, и наоборот. Синхронизации не происходит, если человек говорит на незнакомом вам языке.

Я слышал(-а), что в социальных ситуациях могут быть полезны зеркальные нейроны. Но что это такое?

Синхронизация между мозгом двух людей все еще изучается, но, вероятно, это результат работы наших зеркальных нейронов. В нейробиологии зеркальные нейроны подобны зубной фее: доказательства их существования есть (в отличие от зубной феи, денег от них ждать не стоит), но ученые долгое время сомневались, что они действительно существуют. Даже сегодня продолжаются споры о том, что эти загадочные клетки делают на самом деле.

Зеркальные нейроны были обнаружены в 1992 году, когда итальянские исследователи заметили, что премоторная кора макак активизируется при выполнении двигательной задачи, например хватании предмета или поедании пищи. Это кажется очевидным, но удивительно другое. Оказалось, что у обезьяны активизируется та же область мозга, когда она просто наблюдает, как другая обезьяна хватает тот же предмет. Кажется, будто мозг выполняет задачу посредством какой-то психической связи (это не так). Термин «зеркальные нейроны» был введен для обозначения нейронов, которые активизируются, когда человек наблюдает за чем-то, а не делает это сам. Ученые поспешили предположить, что эти клетки необходимы, чтобы животное могло обучиться чему-либо, наблюдая, как это делают другие. Через некоторое время начались поиски загадочных зеркальных нейронов у человека.

Какое-то время многие ученые не верили в их наличие у людей. Они предполагали, что мы уже прошли тот этап эволюции, когда эти клетки могли понадобиться (весьма высокомерно с их стороны). В конце концов ученые начали наблюдение за мозговой активностью людей, следивших за тем, как другие люди выполняют задачу. Функциональная МРТ выявила у участников исследования те же зеркальные нейроны, что у обезьян. Но ученые на этом не остановились. С тех пор зеркальные нейроны были обнаружены во многих областях мозга, включая мозжечок (отвечает за мелкую моторику), зрительную кору (зрение) и лимбическую систему (эмоции).

Так почему же они присутствуют в других областях мозга? Многие ученые, включая меня, считают, что зеркальные нейроны участвуют в наблюдении за выражением лица и эмоциями окружающих людей, чтобы стимулировать эмпатию и другое социально полезное поведение. Они, вероятно, вовлечены в синхронизацию мозга двух людей во время социального взаимодействия. Зеркальные нейроны отражают положительные эмоции, способствуя формированию крепкой социальной связи. Их действие объясняет, почему мы оказываемся на одной волне с другими людьми. Если зеркальные нейроны обоих мозгов замечают социальные сигналы, например зрительный контакт, велика вероятность, что произойдет синхронизация. Так вы можете обрести лучшего друга на всю жизнь.

Влияет ли изучение языков на мозговые функции и память?

Те из вас, кто с трудом прокладывал себе путь через бесконечное множество непонятных слов и грамматических правил нового языка, могут подтвердить, как усердно работает мозг, чтобы все это запомнить. Оказывается, чтобы выучить иностранный язык, этот орган «пашет» сверхурочно, и ему необходимо улучшать связи между различными своими областями. Он создает дополнительные клетки просто для того, чтобы не отставать от нового мира, в который вы его погрузили.

Использование языка – это очень сложный процесс, включающий формулирование предложений, понимание смысла и контекста, чтение, письмо, грамматические правила и слушание.

Мозг преобразует все эти процессы в беглый разговор тогда, когда нам это нужно. В нем есть отдельные зоны, посвященные языку, например зона Брока, которая отвечает за моторную речь и структуру предложений. Зона Вернике важна для понимания смысла слов, а угловая извилина помогает уловить понятия, стоящие за словами. Эти области разбросаны по средней части мозга⁴, и они взаимодействуют со многими другими областями, позволяя нам свободно говорить и выражать мысли.

Однако некоторые участки мозга у людей, владеющих иностранным языком, изменены. Важную роль в использовании языка играют области лобной доли, такие как префронтальная кора и передняя поясная кора, а также супрамаргинальная извилина. Они связывают слова с их значением и контекстом. Языковые зоны взаимодействуют с участками памяти, чтобы подбирать возможные слова, а лобная доля проверяет, насколько они соответствуют тому, что вы хотите передать. Когда это происходит со мной, моему мозгу кажется хорошей идеей начать перебирать случайные слова. Я медленно решаю, что сказать, и, вероятно, глупо выгляжу в процессе. Мозг пытается соотнести слово с контекстом и сильно напрягается.

Когда человек говорит на иностранном языке, префронтальная кора и передняя поясная кора усиленно работают. Функциональная МРТ показывает, что эти области отличаются большим размером и лучшими связями у тех, кто владеет двумя и более языками. У билингвов больше серого и белого вещества, а значит, больше нейронов. Мозг пытается связать новые слова с новыми значениями, поэтому ему требуется больше клеток и связей (помните, что связи – это синапсы, которые идут к другим нейронам, чтобы помочь мозгу в формировании воспоминаний и ассоциаций).

Все это значит, что мозг билингвов несколько отличается, и это заметно при выполнении когнитивных задач.

Люди, владеющие вторым языком, обычно отличаются лучшими высшими мозговыми функциями, например умением переключаться с одной задачи на другую, социальными навыками и способностью к сопереживанию. Это, вероятно, связано с тем, что, поставив себя в уязвимое положение для обучения чему-то, вы можете оценить трудности, которых не избежать при овладении новым навыком. А еще знакомство с новыми культурами и традициями способствует развитию проницательности, эмпатии и социальных навыков. Пока неизвестно, приносит ли изучение двух и более новых языков дополнительную пользу, но ученые бы не удивились, заметив преимущества у тех, кто изучает несколько языков.

Язык и возраст

Долгое время считалось маловероятным, что человек может овладеть иностранным языком во взрослом возрасте. Предполагалось, что его нужно изучать в раннем детстве⁵, пока мозг еще развивается (хотя он продолжает это делать до 20 с небольшим лет). Сегодня известно, что вы можете успешно заниматься изучением языков в любом возрасте. Правда в том, что даже полностью сформированный взрослый мозг способен к этому. Преимущество обучения в детстве заключается в том, что ребенок находится в среде, которая побуждает его заниматься каждый день. А даже самому старательному взрослому ученику полное погружение в новый язык покажется слишком интенсивным.

Взрослым людям стоит изучать иностранный язык не столько из-за нового опыта, сколько из-за способности этого занятия замедлить старение мозга и снизить риск развития некоторых заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера.

Когда этот тип нейродегенерации возникает у билингвов, их нейроны тоже повреждаются и теряют некоторые свои функции, но симптомы, например забывчивость, у них выражены значительно меньше. Известно, что изучение иностранных языков может отсрочить развитие некоторых проявлений болезни минимум на пять лет. Более того, оно способствует восстановлению внимания и памяти после инсульта. Считается, что симптомы оказываются менее выраженными, потому что в областях височных долей мозга, отвечающих за память, появляется больше нейронов (и связей). Если повреждение все-таки произойдет, мозг может сохранить больше своих функций.

Если вы всегда искали повод для изучения иностранных языков, то теперь он у вас есть. Vamonos!⁶