Мозг и его потребности 2.0. От питания до признания - читать онлайн

На что похож наш мозг?

Мозг, как и нервная система в целом, – очень сложно устроенный орган. Во все времена и эпохи люди, понимая его важность, пытались с чем-то его сопоставить – как правило, со сложными техническими изобретениями, на тот момент передовыми.

Например, Рене Декарт в XVII веке сравнивал мозг с механико-пневматической системой, где имеются различные рычаги, шестеренки и баллоны с газом. В XIX веке мозг пытались уподобить телефонной станции, потому что в нем есть структуры, похожие на провода, присутствует связь центра и периферии, а внутри ведутся постоянные «разговоры».

Сейчас мы в основном сравниваем мозг с компьютером, это понятная всем аналогия, хотя и она не совсем точна. Так, у нас в голове есть «центральный процессор» – высшие зоны коры больших полушарий. К ним относятся области, которые занимаются мышлением, принятием решений. Для того чтобы центральный процессор работал, ему нужны дополнительные вычислительные устройства, которые находятся на входе и выходе. В компьютере устройства ввода – это клавиатура, микрофон, видеокамера – все они передают сигналы внутрь, к «мозгу». У человека это делают различные органы чувств – вместо камеры у нас глаза и сетчатка, вместо микрофона – уши и улитка.

Или, например, блоки памяти. В компьютере память бывает оперативная, для выполнения задач «здесь и сейчас», и та, что надежно сохраняет информацию на винчестере или его аналоге. У нас тоже есть кратковременная и долговременная память. За то, что мы помним, что поставили на плиту молоко две минуты назад, и за то, что помним, как в первом классе мы подарили учительнице гладиолусы с дачи, отвечают разные процессы, происходящие на уровне отдельных нервных клеток.

Компьютерному блоку питания в нашем мозге соответствуют центры сна и бодрствования. И хотя сам по себе этот блок не очень сложный, но если он сломается, компьютер работать не будет. Человек же при повреждении этих небольших по объему центров впадает в коматозное состояние.

Рис. 1.1. Вверху слева: нейрон; вверху справа: синапс. Внизу: пример нейронной сети

Огромную роль в работе нашего мозга играют центры потребностей. Современные компьютеры тоже умеют заявлять о своих «нуждах»: «Кончается заряд аккумулятора, подключи меня к сети», «Пришла почта, посмотри», «Не пора ли обновить антивирусную программу?». Можно легко представить ситуацию, когда, услышав, как хозяин вошел в квартиру, ваш ноутбук включается и говорит: «Не хочешь ли поиграть в новую стрелялку?» или «Я подобрал интересный фильм под твой запрос». То есть что делает компьютер? Ведет себя активно, навязывая пользователю те или иные реакции. «Нет, ты не можешь проигнорировать, нажми кнопку “Да” или кнопку “Нет”». Так же, как человек не может проигнорировать, например, сильное чувство голода, – мозг требует решения.

Кроме того, и в компьютере, и в мозге есть устройства вывода – блоки, направленные вовне. В ПК это принтер или дисплей, а в нашем организме – мышцы и внутренние органы. Когда мозг что-то делает, в том числе ищет пути удовлетворения той или иной потребности, мы шевелим руками и ногами. А наше сердце, кишечник, почки, легкие работают для того, чтобы все эти движения были обеспечены кислородом, глюкозой и прочим. Все это работает, чтобы мы жили долго и по возможности счастливо.

Если копнуть чуть глубже, мы увидим, что компьютер состоит из микрочипов, а мозг – из нейронов и расположенных между ними вспомогательных (глиальных) клеток. Нейроны (те самые нервные клетки, о порче которых мы так часто вспоминаем в стрессах) и микрочипы – это примерно один уровень организации. Поговорим об этом подробнее.

Нервная клетка (рис. 1.1, слева) – это ветвистое образование, у которого есть центральная часть, ее называют сомой. В этой соме находится ядро и различные органоиды.

От центральной части отходят два типа отростков: дендриты и аксоны (дендро – «ветвь», аксо – «ось»). Дендриты – сильно ветвящиеся отростки, которых обычно несколько, они находятся на входе в нейрон и воспринимают информацию. Это такой «колл-центр», который принимает входящие звонки из разных мест. Аксон же у нейрона всегда один, он проводит сигналы к следующим клеткам – это самые важные «исходящие звонки». В итоге нейроны образуют цепи и сети, по которым передается информация.

Наша память, эмоции, то, что мы воспринимаем во внешней среде, сигналы, которые направляются к мышцам и внутренним органам, – все это существует в форме электрических импульсов, распространяющихся по нервным сетям.

Мы знаем, что в компьютере существует двоичная система, когда с помощью ступенек тока кодируется все, что этот самый компьютер делает, – по сути, вся информация представлена в виде чисел 1 (верхняя ступенька) и 0 (нижняя ступенька). Оказывается, и в нашем мозге используется очень похожий принцип, только ступеньки эти не прямоугольные, как в компьютере, а, скорее, треугольные. Они называются потенциалами действия и бегут, распространяются по аксонам и дендритам. Эти импульсы кодируют чувства, сенсорные переживания, мысли, будущие движения. Ступеньки тока примерно одинаковы во всех отделах мозга, и важно только место, где они возникают. Если подключиться к правильному участку и подавать подобные импульсы, можно вызывать у человека, например, эйфорию, галлюцинацию или заставить его пошевелить пальцем. Этим, собственно, и занимаются специалисты, которые протезируют пациентам конечности или органы чувств.

Если мы начнем сравнивать мозг с компьютером на более глубоком уровне, то обнаружим весьма обидную картину: в вычислительной машине упомянутые ступеньки тока генерируются по несколько миллиардов за секунду (гигагерцы)! А рабочая частота большинства нейронов нашего мозга – примерно 50–100 Гц. Получается, что в нервной системе по каждому аксону за единицу времени передается очень мало информации. Вдобавок происходит это чрезвычайно медленно. Действительно обидно за свой мозг, не так ли? Сейчас будет еще больнее. Как говорят нам физики, в компьютерах сигналы распространяются с быстротой, составляющей примерно половину от скорости света. А вот наш максимум – 100–120 м/с. Чтобы было нагляднее, переведем в километры в час: 360–430 км/ч, и это очень мало. Для сравнения: средняя скорость полета условного «Боинга» – 800–900 км/ч.

Например, мы доставали из духовки готовый пирог и случайно задели горячую форму. У такого большого существа, как человек, пока импульс от кожи пальца добежит до спинного мозга, переработается там и вернется обратно, появляется явная задержка во времени примерно 0,3 секунды. В комплекте к вкусному пирогу мы ожидаемо получаем ожог. А если бы у нас по нервам информация шла со скоростью света, мы бы вообще никогда не обжигались. Реакция наша была бы столь быстрой, что в момент прикосновения пальца к горячей форме рука бы сразу же отдергивалась. Но скорость проведения сигналов по нервам мала (а длительность обработки боли в спинном мозге велика), и в итоге кожа повреждается – спасибо и на том, что не превращается в уголек.

Эволюция честно пыталась создать максимально «быстрые» аксоны. Но смогла только такие. Конечно, это тоже победа, ведь скорость проведения импульсов у примитивных беспозвоночных не превышает 1 м/с. Этим ребятам повезло гораздо меньше.

Мозг как химическая конструкция

Если копнуть еще глубже, мы увидим, что мозг – не только электрическая машина, но и конструкция, основанная на химических реакциях. И огромную роль в ней играют синапсы – контакты или соединения между нервными клетками. Как правило, аксоны нейрона дотягиваются до следующей клетки (нервной, мышечной, железистой), формируя такие контакты.

Пока информация находится внутри нейрона, она передается в электрической форме в виде импульсов. Но когда приходит время двигаться дальше, к следующей клетке, это происходит уже в химической форме в виде особых веществ – нейромедиаторов. Если проще, нейромедиаторы – это такие почтовые курьеры, которые носят «документы» с информацией из одной клетки в другую (то есть молекулы-посредники).

Именно на химическом уровне нам гораздо легче влиять на работу нервной системы. Если мы знаем, какие вещества выделяются в синапсах (а науке это уже неплохо известно), мы можем синтезировать и вводить в организм молекулы, похожие на них, чтобы усилить действие или, наоборот, помешать им работать. Этим мы серьезно воздействуем на функции мозга: изменяем баланс между возбуждением и торможением, влияем на память, эмоции, поведение. Подавляющее большинство таких веществ – это лекарства, яды или наркотические препараты – похожи на какой-то из основных нейромедиаторов нашего мозга. Синапсы очень важны для работы мозга!

На рис. 1.1 справа крупно изображен синапс. Внутри окончания аксона находятся мембранные пузырьки – они содержат нейромедиатор. Логика работы синапса следующая: сначала по мембране нервной клетки пробегает электрический импульс, потенциал действия. Этот импульс словно дает сигнал: «Нужно отправить курьера!» – и запускает движение пузырьков с нейромедиатором в сторону следующей клетки. Информация поехала. Пузырьки доходят до мембраны аксона, лопаются, нейромедиатор попадает в узкую щель между аксоном и ближайшей клеткой (она называется синаптическая щель) и оказывает на эту соседнюю клетку влияние. Как? Практически звонит в дверь, как любой порядочный курьер. На мембране клетки, принимающей информацию, сидят особые белки, они выполняют функцию кнопок, а наш курьер-нейромедиатор – это палец, который на них нажимает. После нажатия на «звонок» внутри этой клетки-мишени тоже зазвучит сигнал «Отправить сообщение!», и тогда уже на ее мембране возникнет импульс – потенциал действия — и информация побежит дальше. Помните «письма счастья» – прочитай и передай дальше?

Бывают и обратные ситуации, когда нажатие на «кнопку» тормозит следующую клетку, и она на некоторое время перестает передавать сигналы. Это тоже важно.

И то и другое очень важно, поэтому одни механизмы реализуют передачу импульса на следующие клетки, а другие ее блокируют. С учетом этого нейромедиаторы, выделяющиеся в конкретных синапсах, по своим эффектам делятся на две большие группы: возбуждающие и тормозные.

Возбуждающие – те, которые заставляют следующую клетку работать, генерировать импульсы и передавать важные сведения. А тормозные – те, которые мешают проводить избыточную информацию. Если использовать нашу аналогию с курьерами – они блокируют в том числе «рекламу и спам».

Важнейшие нейромедиаторы – глутаминовая кислота и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).

Глутаминовая кислота наверняка известна вам как вкусовая добавка. Тот самый глутамат, который улучшает вкус всего на свете, в мозге работает как важнейший возбуждающий нейромедиатор. Глутаминовую кислоту в роли «курьера» используют не менее 40 % нервных клеток. За счет выделения этого вещества передаются сенсорные сигналы, работает память, центры мышления и принятия решений. Двигательные программы, пока они не дошли до мышц, тоже зависят от выделения глутамата.

ГАМК – гамма-аминомасляную кислоту – в качестве тормозного нейромедиатора, блокирующего передачу избыточной информации, судя по всему, использует не менее трети нейронов – такая она важная. Это вещество мешает проводить лишние сигналы и сдерживает информационный шум в нервной системе, мешающий обработке важных сведений. Эта задача не менее значимая, чем проведение сигналов. Представьте, что в кинотеатре вам показывают одновременно два фильма, да еще рекламный ролик в придачу, – да вы с ума сойдете!

Получается, что наш мозг хорошо работает не тогда, когда возбуждено много нейронов, а тогда, когда активны лишь правильные. И их в идеале должно быть небольшое количество.

Есть популярный вопрос, его очень любят задавать: «В мозге в каждый момент времени активно функционирует всего 10 % нейронов. Как сделать так, чтобы работало больше?». Ответ: сделать-то можно, но вам это не нужно. Многие считают, что чем больше, тем лучше. Они ошибаются. На самом деле, если слишком много нервных клеток начнут одновременно генерировать импульсы, то в среде «курьеров» возникнет хаос, и мозг перевозбудится. Или даже вовсе случится эпилептический припадок. Уверен, такая авария вам не нужна.

Мы сейчас кратко познакомились с двумя главными игроками на поле нашей мозговой деятельности: возбуждением и торможением. В дальнейшем нас больше будут интересовать нейромедиаторы второго уровня – отвечающие за эмоции, мотивации и потребности. Они прежде всего генерируют позитивные эмоциональные переживания в те моменты, когда человеку удается – с точки зрения нашей биологии – совершить что-то хорошее. Эдакие «гонцы с хорошими вестями».

Например, вы съели вкусный суп, узнали о новом способе вышивать крестиком (особенно если это входит в сферу ваших увлечений) или благополучно убежали от разъяренного соседского кота – в эти моменты при возникновении эмоциональных переживаний в нашем мозге выделяются нейромедиаторы дофамин, норадреналин и эндорфины. Эти «курьеры» несут вам хорошие новости, поднимающие настроение. На самом деле, их список можно продолжать и дальше. Нейромедиаторов, связанных с удовлетворением потребностей и положительными эмоциями, – около десятка, и мы постепенно будем с ними знакомиться.

Иногда нейрон сравнивают с чипом компьютера, причем весьма сложным, потому что на нервной клетке в среднем находится около 3000–5000 синапсов – это 3000–5000 соединений с другими клетками. Каждый нейрон одновременно получает информацию по тысячам каналов. Причем часть из них – возбуждающие, часть – тормозные. И нейрон должен «принимать решение» о том, проводить сигнал дальше или заблокировать его, сопоставляя активность глутамата и ГАМК. Отдельные чипы-нейроны собираются в вычислительные центры, занимающиеся дыханием, реакцией на звук, кратковременной памятью и прочими процессами. Сложнейшая сеть, не так ли? С ней не сравнится даже международная курьерская служба DHL, тут уже нужна аналогия посерьезнее.

Сколько вообще в нашем мозге нейронов? Обычно называют цифру 85–90 млрд. Звучит впечатляюще – попробуйте вообразить эту самую сотню миллиардов. Это гораздо больше, чем жителей на планете Земля. Представьте себе 90 млрд абонентов сети, каждый из которых одновременно общается с 5000 других абонентов. Получается, что сложность информационных потоков в нашей голове сравнима, наверное, со всем интернетом, да и то с натяжкой. И все эти процессы еще предстоит серьезно изучить. Наука и вся наша современная техника только-только начали разбираться в мозге, в нейросетях. Какие-то глобальные изменения и процессы наблюдать и анализировать не составляет труда, а вот над пониманием тонкостей передачи информации еще предстоит поработать. И немало.

При этом клетки мозга очень маленькие. Наиболее частый размер тела нейрона – 0,03–0,05 мм. Общеизвестно, что средний вес мозга человека – 1300 граммов. У мужчин примерно на 100 граммов тяжелее, чем у женщин. Когда это впервые выяснили, мужская часть населения ужасно загордилась.

Но после того как этот вопрос изучили получше, оказалось, что вокруг самих нейронов в нервной ткани находятся еще и глиальные клетки. Это «обслуживающий персонал»: они защищают нейроны от ударов, следят за химическим составом межклеточной среды, обеспечивают электрическую изоляцию и еще много чего. И как раз в том, что мужской мозг весит больше, оказались «виноваты» в основном глиальные клетки. Нейронов у мужчин и женщин примерно одинаково – уже упомянутые 85–90 млрд (хотя еще прослеживается связь между массой мозга и общей массой тела), и эта цифра гораздо стабильнее, чем общий вес нервной системы. Получается, что мужской мозг лучше «упакован», надежнее защищен от ударов по голове. Это логично, ведь мужчины, очевидно, вели более суровый образ жизни, когда охотились на мамонтов и самоутверждались в качестве вожака племени. Женский же мозг в этом смысле более «нежный, трепетный», он не рассчитан на грубое обращение.

Львиная доля тел нейронов находится в головном и спинном мозге, это известно. Но не все знают, что по нашему организму раскидано более сотни маленьких «мозгов», которые называются ганглии. Там тоже есть нейроны, часть из которых отвечает за разнообразную чувствительность (за сенсорные сигналы), а часть работает с внутренними органами. Это небольшие центры управления в нашем теле, принимающие решения по незначительным вопросам, без необходимости обращаться к «руководству», то есть к «большому» мозгу – центральной нервной системе (ЦНС). Хотя они, конечно, ему подчиняются.

Из ганглиев, из головного и спинного мозга (а это две составляющие ЦНС) выходят нервные отростки – аксоны и дендриты. Они собираются в нервы, которые работают с нашими мышцами и органами. В нервах часто сосуществуют встречные информационные потоки, часть из которых от органов чувств идет в мозг, а часть направляется к мышцам и внутренним органам. Почему? Чтобы управлять периферическими устройствами, важно знать, как они себя чувствуют и что там, на границе тела и внешней среды, происходит.

Когда аксон направляется к следующей клетке, ею, конечно, может быть нейрон. А может быть и клетка мышцы, сердца или кишечника. Синапсы бывают не только внутри мозга.

С точки зрения цитологов – ученых, которые изучают внутреннее строение клеток, нейрон, в принципе, стандартно устроен. Да, он выглядит экстравагантно из-за многочисленных отростков, но внутри имеет вполне ординарную структуру: ядро, митохондрии, рибосомы. И его обмен веществ мало чем отличается.

Различие состоит в том, что нейроны потребляют много энергии. По этому показателю мозг занимает первое место во всем организме, ему нужно больше всего глюкозы и кислорода на 1 грамм веса. Поэтому, если возникает проблема с «поставками» этих веществ, именно мозг повреждается первым. Второе место по потреблению энергии занимают почки, третье – сердце, но наш «мыслительный центр» все равно очевидный лидер по интенсивности обмена веществ.

Нейронные сети

Нервные клетки поодиночке, конечно, не работают. Чтобы организовать даже самые простые функции, они должны собираться в цепи и сети. Изображенная в нижней части рис. 1.1 нейронная сеть состоит всего из пяти нервных клеток. И если вспомнить, что дендриты принимают информацию, а аксоны передают, становится ясно, в какую сторону по этой сети идут сигналы. Они идут от нейрона 1, он на входе, дальше – к нейронам 2 и 3, а от них уже к нейронам 4 и 5, которые в итоге передают возбуждение на мышцы (6) и на внутренние органы (7).

Нейроны, изображенные на схеме, относятся к четырем функциональным группам. Те, которые находятся на входе в нейросеть, как правило, связаны с органами чувств, их называют сенсорные. Они понимают прикосновения, улавливают запахи, различают температуру. Помогают нам ощущать окружающий мир. Нейроны, расположенные на выходе, – это мотонейроны (двигательные) и вегетативные. Первые – запускают сокращение мышц. Любое наше движение рукой, подмигивание или нажатие кнопки на ноутбуке начинается с импульса, возникшего в мотонейронах. Вегетативные нейроны работают с внутренними органами: с сердцем, сосудами, кишечником, бронхами. Основная разница между мотонейронами и вегетативными состоит в том, что первыми мы умеем управлять. Мы по собственной воле нажимаем кнопку на клавиатуре. А вегетативными, как правило, не можем: мы не способны силой мысли изменить частоту сердцебиения. Ну, если мы не столетний йог из Непала, конечно.

Это кажется несправедливым – почему бы не дать нам доступ к управлению всеми системами организма? Но эволюция наложила «вето» на вход в эту часть нейросети неспроста. Если вспомнить аналогию мозга и компьютерного центра, получается, что наше сознание – это пользователь, который постоянно имеет дело с тысячами компьютеров. Некоторыми из них он может управлять, другие просто видит «онлайн» и может понять, что они работают, но пароля на внесение изменений в систему у него нет. Например, наше сердце бьется с определенной частотой, мы можем измерить пульс. Но чистым волевым усилием, без десятилетий занятий йогой или БОС – биологической обратной связью (тут вам понадобится всего несколько недель), человек не может его замедлить или ускорить.

Наконец, в нашем «компьютерном центре» есть такие вычислительные устройства, которые явно что-то делают, но сознание вообще не в курсе специфики их активности. Это относится, например, к выделению гормонов. Эта функция находится в ведении части головного мозга, которая называется гипоталамус. Но наше сознание (центры коры больших полушарий) совершенно не отслеживает этот процесс. Возьмем гормон роста. Он выделяется под контролем гипоталамуса, но волевым усилием еще ни одному, даже самому просветленному йогу, не удалось подрасти хотя бы на 10 сантиметров. Существование скрытых от сознания «компьютеров» связано с тем, что соответствующие блоки мозга отвечают за нечто столь важное, что «пользователю» туда просто нельзя влезать, иначе можно наломать дров и «уронить» всю систему. Мы можем контролировать прежде всего движения, мысли, отчасти – эмоции, но прямой вход в вегетативную сферу сознанию весьма затруднен.

Вернемся к схеме нейросети. Нейроны 2 и 3 – промежуточные нервные клетки (интернейроны), и они в этом ансамбле играют ведущую партию. От них зависит, пойдет ли поступивший сигнал дальше, «на выход», и вызовет ли, скажем, прикосновение какую-нибудь реакцию. Именно интернейроны принимают решение о запуске реакций, они же отвечают за такое свойство, как память. И больше всего именно этих клеток – которые связывают вход и выход. В сложном мозге типа человеческого 95 % клеток промежуточные, а на входе и выходе (например, те, что принимают внешние сигналы или запускают движение) – не более 5 % нейронов. Получается, что обработка информации – основное занятие нашего «процессора».

Промежуточные клетки способны обмениваться сведениями: на нашей схеме отросток аксона, принадлежащий клетке 2, идет к клетке 3. Даже сеть, состоящая всего из пяти нейронов, способна к весьма разнообразным операциям. А если это не 5, а 500 нейронов? Или 5 миллионов? В таких условиях возникают самые разные информационные потоки, сложные, интересные и непредсказуемые. Поэтому наш мозг сравнивают не с обыкновенным, а с шумящим компьютером. Это в ЭВМ 5 × 5 = 25 – всегда. А у нашего мозга может получиться и 24, а иногда и 27. И это правильно.

Если бы заяц всегда убегал от лисы предсказуемо, например строго по прямой, его быстро бы поймали и съели. Важна именно определенная хаотичность движения, чтобы ушастый бежал иногда вправо, иногда влево, двигался зигзагами, прыгал через кусты. Это биологически верно и оставляет ему шанс на выживание. В конце концов, наш мозг сделан не для того, чтобы работать с точными цифрами, как компьютер. Его задача – пытаться спрогнозировать будущее и так разнообразить наше поведение, чтобы удовлетворить свои потребности и выжить. Или, скажем, выиграть футбольный матч.

Макроанатомия мозга. Его строение

Для понимания основной темы книги – мозг и его потребности – необходимо перейти на следующий уровень – макроструктурный, вспомнить анатомию мозга. Материал этот включен в школьную программу. Но так как не каждый взрослый человек помнит о том, что он слышал в школе, кратко повторим строение центральной нервной системы. Особенно актуальны для нас знания о гипоталамусе, базальных ганглиях, среднем мозге, коре больших полушарий.

Центральная нервная система (ЦНС) – это головной плюс спинной мозг. Находятся они соответственно внутри черепа и внутри позвоночника. Думаю, это вам известно. Устройство спинного мозга в сравнении с головным существенно проще.

Как наше тело от шеи до копчика делится на 31 этаж (да, именно этаж, такая вот «высотка»), так и спинной мозг делится на 31 сегмент, каждому из которых примерно соответствует один позвонок. За такую сегментацию отвечают особые гены, включающиеся на очень ранней стадии развития эмбриона – уже в первые недели беременности.

Каждый сегмент спинного мозга работает со своим этажом тела: получает кожную и болевую чувствительность, сигналы от суставов и сухожилий, управляет мышцами и внутренними органами. В этом мы весьма похожи на дождевого червяка или гусеницу бабочки – помните, какие у них кольца на тельце? Только у гусеницы сегменты выражены очень четко, а у нас хоть и не видны, но все же существуют.

Выделяют восемь шейных сегментов (шея, руки, дыхание), двенадцать грудных («этажи» грудной и брюшной полостей, мышцы туловища), пять поясничных сегментов (ноги) и шесть крестцово-копчиковых (область таза). Если, например, шестой грудной позвонок сместится относительно седьмого, он передавит те нервы, которые выходят из шестого же грудного сегмента спинного мозга. А дальше человека не ждет ничего хорошего. Он ощутит боль где-нибудь в районе ребер, и это будет связано не с каким-то реальным повреждением или травмой, а с тем, что спинной мозг плохо передает сигналы. В довесок может ухудшиться работа сердца или кишечника.

Когда врачи говорят, что половина болезней – от позвоночника, они правы, потому что передача информации в спинной мозг и из него нарушается довольно легко. Например, если позвонки из-за сколиоза сдвинулись в сторону (что совсем не редкость при сидячем образе жизни), существует вероятность, что они нажмут на веточку какого-нибудь нерва. Мы – прямоходящие существа, но за те несколько миллионов лет эволюции, что прошли с момента, когда наши предки встали на две ноги, позвоночник так толком и не приспособился к тому, что его ненормальный хозяин стоит и ходит вертикально. Поэтому к 40 годам у большинства людей спина уже болит.

Каждый сегмент спинного мозга работает со своим этажом тела, а еще общается с «большим начальником» – головным мозгом. Существуют информационные потоки, связывающие ладонь с шейными сегментами спинного мозга, а дальше эта информация уходит к «руководству». Если мы ощущаем, что, например, что-то ползет по большому пальцу руки, это означает, что импульс сначала добежал до спинного мозга, а потом поднялся в кору больших полушарий, где находятся высшие психические центры. Они, собственно, и отвечают за возникновение ощущения. А если человек понимает, что по нему ползет паук, и стряхивает его с ладони, значит, процесс пошел обратно: импульс сначала возник в коре больших полушарий, опустился в соответствующий сегмент спинного мозга, а дальше уже ушел по аксону мотонейрона на нужную мышцу – нервно-мышечный синапс заставил ее сокращаться. А пауку придется поискать себе другое место, чтобы ползать.

У взрослого человека подобные реакции происходят достаточно быстро и автоматически, потому что мы учимся этому в первые годы нашей жизни. Ребенок же появляется на свет почти без двигательных навыков (хотя некоторые из них начинают закладываться еще в утробе матери). Младенец в первые месяцы жизни тратит массу усилий на то, чтобы овладеть своей мышечной системой на уровне отдельных движений. Пытается понять, как держать голову, перевернуться на живот, как бы покрепче ухватить родителя за волосы. И только в полгода приступает к «шлифовке» локомоторной активности – потихоньку ползает и пытается ходить.

Можно выделить три основные зоны головного мозга: ствол, мозжечок и большие полушария. Ствол – центральная область головного мозга, весьма древняя структура, которая имеется уже у рыб. Ее эволюционный возраст, по-видимому, не менее 500 млн лет. От ствола мозга, как от ствола дерева-мутанта, вырастают целых две «кроны»: одна покрупнее – большие полушария, а другая поменьше – мозжечок, то есть малый мозг. У всех позвоночных головной мозг устроен по одному и тому же плану. Все мы родственники, а интенсивная эволюция млекопитающих происходила последние 66 млн лет (после вымирания динозавров).

У человека, как известно, не самый большой мозг на свете. У слона или у кашалота он в несколько раз увесистее. Если существо крупное, с большим массивным телом, то и мозг для управления этой махиной тоже нужен большой. Но он в основном занимается внутренними органами, движениями, кожной чувствительностью – поймать кальмара, отмахнуться от мухи. А вот высшие ассоциативные зоны уникальны для человеческого мозга. Только у нас они такие большие! Поэтому слон не может писать стихи и придумать, как он будет отмечать Новый год. А человек – может.

Ствол головного мозга включает четыре отдела: (1–2) продолговатый мозг и мост – это две самые нижние стволовые структуры, и они находятся под мозжечком; (3) средний мозг; (4) промежуточный мозг, находится «промеж» полушарий – от него во время развития эмбриона направо и налево отрастают два больших полушария. Их также называют конечным мозгом.

Итого получается шесть основных отделов головного мозга. Они изображены на рис. 1.2. Две крупные полости внутри мозга – третий и четвертый желудочки, а также соединяющий эти полости канал (мозговой водопровод – нет, сантехник ему не нужен).

Продолговатый мозг и мост мы будем все время объединять, потому что с точки зрения функций это единая зона. Они вместе занимаются самыми необходимыми для организма функциями: дыханием, работой сердца. Мозжечок – важнейший двигательный центр, в том числе он отвечает за наше равновесие, ходьбу, бег и прочие моторные навыки. Средний мозг находится между мостом и промежуточным мозгом.

Верхняя часть промежуточного мозга называется таламус, нижняя – гипоталамус, а под гипоталамусом находится гипофиз – эндокринная железа. Здесь же, в промежуточном мозге, имеется и вторая эндокринная железа – эпифиз.

Запутались?

Ничего страшного, сейчас разберемся.

Самая крупная область ЦНС человека – большие полушария. Правое и левое соединяются крупнейшим скоплением аксонов – мозолистым телом. Оно «собирает» полушария в цельный вычислительный комплекс. Если у человека повреждается мозолистое тело, у него могут возникать симптомы, сходные с «раздвоением личности», когда полушария начинают работать отдельно. Правое запускает одни движения, левое – другие, нарушается координация, моторика, рассинхронизируются ощущения в правой и левой стороне тела.

Рис. 1.2. Схема продольного среза головного мозга человека. Показаны шесть отделов головного мозга, две крупные полости внутри него – третий и четвертый желудочки, а также соединяющий эти полости канал (мозговой водопровод)

Продолговатый мозг и мост. Они занимаются жизненно важными функциями, без которых просто невозможно существовать. Понятно, что эти функции эволюционно самые древние, с них все начиналось. Например, уже у какой-нибудь селедки эти отделы устроены примерно так же, как у нас.

Во-первых, здесь находится штаб-квартира по управлению дыханием. Каждый наш вдох и выдох запускается из продолговатого мозга и моста.

Во-вторых, здесь же находится центр, который нейрофизиологи называют сосудодвигательным. Состоит он из нейронов, управляющих работой сердца, тонусом сосудов, всей сердечно-сосудистой системой. Это огромное хозяйство, с помощью которого, например, регулируется кровоток в разных частях нашего тела, кровяное давление. Руководство этими процессами является жизненно важной задачей.

В-третьих, здесь базируется все, что связано с врожденным пищевым поведением. Центры вкуса, центры, запускающие глотание, слюноотделение, сосательный рефлекс, выплевывание, рвоту, – то, что у младенца должно работать сразу, иначе он не сможет питаться.

В-четвертых, продолговатый мозг и мост содержат главный центр бодрствования. Этот штаб собирает сигналы от всех сенсорных систем и возвращает человека из мира снов, если, например, зазвонил будильник или кто-то потряс его за плечо. Любой сильный входящий сенсорный сигнал способен разбудить мозг, а потом из продолговатого мозга и моста волны активации расходятся по всей ЦНС – от спинного мозга до коры больших полушарий. И мы меняем состояние с сонного на бодрствующее. Если повредить эту зону, возникнет коматозное состояние. Любое повреждение продолговатого мозга и моста, даже самое незначительное и «микроскопическое», – смертельно опасно, потому что из-за этого может «выключиться» дыхание или нарушиться способность правильно глотать.

Мозжечок – это прежде всего двигательный центр. Движения нашего тела чрезвычайно разнообразны. Если мы хотим, то произвольно двигаем рукой, ногой, головой. Бывают движения, связанные с перемещением в пространстве: бег и шаг (локомоция). Особо выделяют рефлекторные движения – когда мы, например, отдергиваем ладонь от горячей кастрюли.

Мозжечок отвечает только за автоматизированные движения – те, с которыми мы поначалу никак не могли справиться четко и эффективно. Они были для нас новыми, но мы их повторяли, повторяли – и наконец выучили. Писать карандашом или кататься на велосипеде – именно на уровне мозжечка происходит запоминание таких двигательных программ, их автоматизация. Когда мы раз за разом повторяем одни и те же действия, нейроны мозжечка запоминают, как выполнять их быстро и качественно. «Повторение – мать учения» – знаете такую поговорку? А пока мы учимся, такими движениями в основном управляет кора больших полушарий. Она осуществляет произвольный контроль. Поначалу вы должны смотреть, как ставите ноги на педали велосипеда, куда направляете руль, следить за каждым поворотом колеса, за дорогой, а заодно помнить о балансе. Но если вы повторите все эти манипуляции сто или тысячу раз, возникнет двигательный автоматизм. И уже не кора больших полушарий станет управлять движениями рук и ног, а мозжечок. Мозжечок крутит педали и поворачивает руль, а кора больших полушарий в это время, например, слушает аудиокнигу. Смысл автоматизации состоит в том, чтобы разгрузить большие полушария и передать рутинные, повторяющиеся часто и помногу движения под управление мозжечка. Проще говоря, не думать там, где можно не думать.

В мозжечке находится несколько зон, которые занимаются разными видами движений.

Есть центральная часть, червь, она отвечает за поддержание равновесия (автоматизация вестибулярных рефлексов). Ее обучение стартует с того момента, когда ребенок начинает держать головку, учится сидеть и вообще всячески пытается подружиться с гравитацией.

Средняя зона мозжечка, внутренняя часть полушарий, отвечает за автоматизацию локомоции и учится, когда мы начинаем ползать, ходить, бегать, плавать – то есть перемещаться в пространстве, ритмически сгибая руки и ноги. Как локомотив, который тянет вагоны из пункта А в пункт Б.

Наружная часть мозжечка (внешняя область полушарий), ее называют новой частью, эволюционно возникла позже всего. Она отвечает за движения, в развитой форме присущие только человеку, – за тонкую моторику пальцев и речь. Мы долго и трудно учимся говорить, постепенно овладеваем фонемами, словами. Так же долго разбираемся с тем, как писать, работать напильником или лепить пельмени. Все это – чисто человеческие искусства, и дело с ними у нас идет медленнее.

Мозжечок занимается автоматизацией самых разных движений, и если что-то в нем ломается, то привычное действие снова становится произвольным. После травмы мозжечка приходится усилием воли поддерживать равновесие, сгибать и разгибать ноги во время ходьбы. То есть, вопреки расхожему мнению, разучиться езде на велосипеде все-таки можно.

Помимо мозжечка, автоматизацией движений занимается еще одна обширная зона нашего мозга, которая называется базальные ганглии. Они находятся в глубине больших полушарий (см. рис. 2.1 в главе 2).

Мы знаем, что снаружи больших полушарий располагается кора. Это целые слои нейронов, идущие параллельно поверхности мозга и выполняющие самые важные и сложные функции: сенсорный анализ (ощущение прикосновения, запаха и т. п.), речь, принятие решений, произвольные движения (те, которые мы осознанно контролируем, например забиваем гвоздь).

А вот в глубине больших полушарий находится еще несколько скоплений серого вещества. Их объединяют в целостный комплекс – базальными ганглиями. Основная часть их нейронов работает вместе с мозжечком – фиксирует повторяющиеся двигательные программы, паттерны. То есть если мозжечок, например, запоминает отдельные движения танца, то базальные ганглии будут автоматизировать переход от фигуры к фигуре, помнить танец в целом.

Рассмотрим теперь средний мозг. В его верхней части находится так называемое четверохолмие – зона, которая реагирует на новизну стимулов. Ее нейроны выделяют новые зрительные и слуховые сигналы. Четверохолмию, строго говоря, все равно, что мы там видим и слышим, – важно, что произошло изменение. Именно оно детектирует эту новизну и заставляет нас поворачивать голову, если что-то зашуршало в кустах или кто-то рядом крикнул «Эй!». Благодаря четверохолмию наш организм эффективно собирает новую информацию. По сути, с ним связано любопытство на самом его древнем уровне. Ну правда, что это там шуршит в кустах?

В центре среднего мозга находится структура, которая так и называется – центральное серое вещество, и это главная область, которая запускает сон.

В зависимости от того, кто выиграл, мы переходим в сонное либо в бодрое состояние. А вот если никто не завоевал лавры победителя, мы оказываемся в некой полудреме, особенно с утра или при монотонной и скучной деятельности. Наверняка вам это знакомо.

В нижней части среднего мозга расположены красное ядро и черная субстанция – две структуры, которые тоже связаны с двигательной сферой. Красное ядро работает вместе с мозжечком и помогает, например, сгибать руки и ноги, когда мы куда-то бежим или идем. Черная субстанция реализует свои функции вместе с базальными ганглиями, во многом определяя общий уровень нашей двигательной активности. Более того, от нее зависят те положительные эмоции, которые мы испытываем, когда двигаемся. Если вам от рождения досталась активная черная субстанция, то вам, скорее всего, нравится двигаться: гулять, заниматься спортом, танцевать. Казалось бы, танец не несет с собой никакого полезного действия, а человек все равно танцует и радуется. Вот за это отвечает черная субстанция.

Но у нас в мозге есть и конкурирующая программа лени, которая говорит: «Не надо двигаться, давай экономить силы». Баланс радости движений и лени индивидуален и зависит от генов и гормонов. Для кого-то предложение пойти побегать в воскресенье в парке – это прекрасно, а кто-то проворчит: «Да ну тебя, мне и на диване хорошо». Но это уже область конкретных характеристик личности, которые во многом связаны в данном случае с черной субстанцией и с веществом-нейромедиатором – дофамином.

Промежуточный мозг – это прежде всего таламус и гипоталамус – верхняя и нижняя части этого отдела ЦНС. Размер каждого из них – около 4 сантиметров. Это очень важные структуры, и их тоже можно увидеть на рис. 2.1 в главе 2.

Таламус – это зона, которая прежде всего работает с сенсорными сигналами и отвечает за то, что мы называем вниманием. Если вы сосредоточились, например, на чьей-то лекции или рассказе об отпуске, это значит, что ваш таламус в основном пропускает слуховые сигналы. А если вдруг у вас зачесалась правая пятка и вы обратили внимание на нее, в этот момент таламус начал пропускать кожную чувствительность. При этом слуховая чувствительность отчасти тормозится, поскольку кора больших полушарий не может полностью обрабатывать все и сразу. Так что пока вы от души будете чесать пятку, подробности об экскурсии собеседника в развалины какой-то крепости вы пропустите мимо ушей (точнее, мимо высших слуховых центров височной области).

Таламус нам очень нужен, ведь кора больших полушарий не может одновременно видеть, слышать, осязать, обонять, вспоминать уже свой прошлый отпуск, а заодно рефлексировать над эмоциями, связанными с тем августом… Так же с ума сойти можно! Таламус – наш незаменимый секретарь, который помогает перераспределить вычислительные ресурсы коры больших полушарий и не перегружать «шефа», то есть нас, наши высшие центры, кучей дел одновременно.

Гипоталамус – важнейший центр биологических потребностей, эндокринной и вегетативной регуляции. Он следит за выделением гормонов и контролирует работу внутренних органов, например при стрессе. Именно он виноват в том, что при волнении у нас усиливается потоотделение и подскакивает давление. Здесь же, в гипоталамусе, находятся группы нейронов, которые занимаются задачами из сферы потребностей, мотиваций, эмоций. С гипоталамусом связывают голод, жажду, страх, агрессию, половое и родительское поведение. Это «большая шестерка» биологических потребностей, и каждой из них в нашей книге будет посвящена отдельная глава.

Кора больших полушарий делится на древнюю, старую и новую.

Древняя кора – обонятельная. Эволюционно она появилась раньше всего и была уже у рыб в те времена, когда жизнь на Земле еще не покинула воды морей и океанов. Получается, что большие полушария возникли, чтобы нюхать – и это природа посчитала первоочередной задачей: они ближе всего к носовой полости. У рыб кора в основном отвечает за обоняние, а у нас она задействует для этих целей лишь около 2 % своей «мощности». К древней коре относятся обонятельная луковица и некоторые области, которые располагаются на внутренней поверхности больших полушарий рядом с передней частью мозолистого тела.

По ходу эволюции кора больших полушарий постепенно начала заниматься и другими задачами: такое хитроумное «добро» можно приспособить и для иных целей. Поэтому уже на уровне амфибий и рептилий, когда позвоночные решили выбраться на сушу, в явной форме развилась другая – старая кора.

Старая кора – это прежде всего области кратковременной памяти. Конечно, и в океане есть что запоминать. Например, коралловые рыбы отлично знают свою территорию. Но на суше подобные задачи гораздо больше. Вот и выделилась старая кора. Главный из ее центров – гиппокамп – находится в глубине височной доли на дне особой «гиппокампальной» борозды (см. рис. 3.2 в главе 3).

Но основная часть (более 95 % нашей коры) – это новая кора, которая характерна для млекопитающих. К ней относятся сенсорные, двигательные и ассоциативные (высшие) зоны. При этом новая кора подразделяется на шесть долей. Четыре из них наверняка вам известны: лобная, теменная, затылочная и височная (рис. 1.3). Помимо них, выделяют еще островковую и лимбическую доли коры больших полушарий.

Посмотрим на всю эту конструкцию сбоку. Спереди располагается лобная доля. Ее границей служит центральная борозда, за которой – уже теменная область. Максимально заднее положение занимает затылочная доля. Ниже всего находится височная, которая отделена от остального мозга глубокой боковой бороздой. Дно этой борозды образует внушительное расширение – это и есть островковая доля. Наконец, лимбическая доля находится на внутренней поверхности полушарий. Лимбическая (от слова limb – «край, круг») область коры окружает место отхода полушарий от промежуточного мозга. В состав этой доли часто включают обонятельную (древнюю) кору и центры кратковременной памяти (старая кора).

Рис. 1.3. Расположение и функции различных областей коры больших полушарий человека.

1 – затылочная кора, зрение;

2 – височная кора, слух;

3 – передняя часть теменной доли, чувствительность тела;

4 – островковая доля, вкус и равновесие;

5 – задняя часть лобной доли, двигательная кора;

6 – ассоциативная теменная кора;

7 – ассоциативная лобная кора

Довольно трудно запомнить весь этот набор. Будет проще, когда мы посмотрим, за что доли отвечают. Если схематично описать функции коры больших полушарий, то картина получится следующая.

Затылочная доля – зрительная. Наша «видеокарта» находится в задней части головы. Поэтому если сильно стукнуть по затылку, из глаз посыплются искры – возникает зрительная иллюзия, ведь при ударе невольно стимулируется непосредственно затылочная кора.

Височная доля – слуховая кора, и это запомнить легко: уши по бокам, висок рядом.

Передняя часть теменной доли идет от макушки вниз. Это зона чувствительности тела – кожной, болевой, мышечной. Нащупайте у себя темечко – отсюда и название – теменная доля.

Островковая доля – центр вкуса, а также центр вестибулярной чувствительности.

Задняя часть лобной доли – двигательная кора. Это зона, которая реализует новые (произвольные) движения, когда мы только учимся ездить на скейте или танцевать сальсу. Именно ориентируясь на двигательную кору, мозжечок запоминает и автоматизирует наши двигательные навыки.

Ассоциативную теменную кору окружают основные сенсорные центры, отвечающие за все ощущения, которые мы собираем из окружающей среды: что мы видим, слышим, какие прикосновения чувствуем, вкусный ли у нас обед. Сенсорная информация, после того как она обработана, сбрасывается в ассоциативную теменную кору. И в этой зоне возникает то, что в нейропсихологии называют целостный сенсорный образ внешнего мира. Благодаря ассоциативной теменной коре мы одновременно видим, слышим, осязаем. Мы же не перескакиваем со зрительного канала на слуховой, а потом на осязательный. Тогда бы мы никак не могли есть пиццу под сериал. Но, к великому счастью, мы воспринимаем все одновременно.

В ассоциативной теменной коре располагаются нейроны, которые способны работать одномоментно с различными органами чувств. Именно на базе этих нейронов у человека возникают речевые центры. Потому что речь, слова – все это подразумевает наличие нервных клеток, которые взаимодействуют единовременно с несколькими сенсорными системами.

Например, мы задались целью купить стол. Высматриваем его в мебельном магазине – работает зрение, говорим продавцу: «Нужен стол» – работает слух. Объединяют зрительный и слуховой сигнал именно эти нервные клетки. Поэтому у нас с вами в ассоциативной теменной коре находятся еще центры речи и центры мышления. Получается, что этой зоной мы думаем.

Не менее важна ассоциативная лобная кора. Размышлять и мечтать мы можем о чем угодно, и это прекрасно. Но важно то, как мы в конце концов станем действовать. За наше поведение, за выбор программы, принятие решения как раз и отвечает ассоциативная лобная кора. Желательно, чтобы мы запускали именно полезное поведение, которое было бы нам на руку – удовлетворяло нужды организма, помогало справляться с трудностями. Поэтому именно в лобную ассоциативную кору приходит информация о потребностях. Гипоталамус посылает сигнал прежде всего туда. К примеру: «Я голодный», «Хочу размножаться», «Мне страшно здесь, может быть, пора отсюда делать ноги?».

Ассоциативная лобная кора, приняв информацию о потребностях, обращается к центрам памяти, к индивидуальному опыту и к ассоциативной теменной коре с вопросом: «Что важного творится в окружающем мире?». Получив эти три информационных потока, ассоциативная лобная кора принимает решение о запуске поведения. И если вам стало страшновато в беспроглядной лесной чаще (ну, мало ли как вы там оказались), то вы решаете уйти. Для этого надо встать с пенька, начать передвигать ноги и перейти в какое-то более комфортное пространство. Сигнал из ассоциативной лобной коры уйдет в двигательную кору, благо она совсем рядом – в задней части лобной доли, а та, в свою очередь, даст сигнал мозжечку и спинному мозгу. И мы начнем шевелить руками, ногами, что-то делать и выбираться уже из этой глуши.

На рис. 1.3 в упрощенном виде изображены основные информационные потоки, которые распространяются по нашей коре больших полушарий, когда мы что-то делаем. А мы практически все время совершаем те или иные действия.

Потребности в рамках этой системы играют очень важную запускающую роль, их наличие часто служит стимулом для старта поведения. А без потребностей так и будет мозг и, соответственно, тело вяло лежать на месте и ничего не предпринимать. «Что воля, что неволя – все равно».

Что такое потребности?

Например, боль будет запускать потребность в безопасности, а падение уровня глюкозы в крови – потребность что-нибудь съесть. Биологи в основном интересуются нашими базовыми нуждами в контексте того факта, что мы живые существа. Они называют их просто – биологические потребности. Утолить голод, отдохнуть, выжить, дать потомство. Но, помимо этих, философы и психологи выделили массу других потребностей: социальные, духовные, эстетические. Их изучать гораздо сложнее. А биологи и физиологи предпочитают справляться сначала с более тривиальными задачами.

Конечно, у человека может возникнуть острая необходимость полюбоваться цветущей сакурой. И мы отлично его понимаем! Но эту тягу к прекрасному очень тяжело изучать на уровне конкретных нейросетей и нейромедиаторов. А вот потребность в еде, размножении, безопасности исследовать гораздо легче. Все эти нужды можно смоделировать на животных, и, конечно, эти сферы более изучены.

Вся эта «биология» генетически встроена в мозг. Область потребностей – это исходные программы, которые «предустановлены» в наш мозговой компьютер, и без их реализации мы вообще не можем полноценно функционировать. Когда человеку удается удовлетворить ту или иную потребность, он испытывает положительные эмоции. А если не удается – отрицательные. Вы, наверное, тоже раздражены, когда очень голодны? Люди, впрочем, как и животные, строят свою жизнь так, чтобы чаще испытывать позитивные чувства и реже – негативные.

Когда вы сделали что-то правильное и получили желаемое, вы ощущаете, как это нынче говорят, «позитивные вибрации». На фоне подобных эмоций мозг запоминает: «Ага! Для того чтобы поесть этих вкусных пельмешек, надо их купить и сварить». А если не удалось удовлетворить потребность, эмоции у нас отрицательные. На этом фоне мозг фиксирует: «Не стоит сыпать так много соли и переваривать пельмешки. Невкусно».

Существует цепочка: потребность → эмоция → обучение. Эта цепочка все время функционирует в нашей нервной системе и является важнейшим компонентом психической деятельности.

Сферой потребностей физиологи и психологи занимаются очень давно. И то, что нейробиологи сейчас называют «потребность», довольно точно совпадает с тем, что Иван Петрович Павлов в свое время называл группы безусловных рефлексов. Термин Зигмунда Фрейда[1] бессознательное тоже явно пересекается со сферой потребностей.

По-настоящему серьезные и точные научные знания о потребностях появились только во второй половине XX века. Процесс изучения продолжается по сей день. В XXI веке разработаны новые технологии, позволяющие «входить» в мозг и смотреть, как работают отдельные нервные клетки, как те или иные химические вещества воздействуют на различные наши нужды. Влияние потребностей на нашу жизнь так велико, что можно смело сказать – именно они правят миром. Ведь на них построено абсолютно все – от распорядка нашего дня до маркетинговых стратегий крупных корпораций.

Классификация потребностей

Самая известная психологическая классификация наших нужд была предложена американским исследователем Абрахамом Маслоу[2]. Он выделил следующие типы потребностей:

• физиологические – в пище, питье, воздухе;

• в безопасности – физической и психологической;

• социальные – любовь, причастность к группе;

• в уважении, признании – статус, престиж;

• духовные – наиболее многообразны, к ним относятся: когнитивные (знать, понимать, исследовать), эстетические (гармония, справедливость, красота) и самореализация (реализация способностей, развитие личности).

При этом А. Маслоу, как всякий психолог (или, например, философ), занимаясь такого рода обобщениями, исходил прежде всего из своего личного представления о потребностях человека и немного – из мнений своих коллег.

Физиологи же стараются действовать менее субъективно. В идеале они сперва находят нервные клетки, которые отвечают за ту или иную потребность, и лишь потом говорят: «Да, она действительно существует». Только тогда, когда найдены нейроны, отвечающие за возникновение чувства голода, материнское поведение или стремление сопереживать, можно считать окончательно доказанным, что такая потребность имеет место как базовая биологическая программа. В нашей книге мы используем именно такую, физиологическую классификацию потребностей, предложенную Павлом Васильевичем Симоновым. П. В. Симонов – академик, физиолог. Долгое время он был директором московского Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. Ученый всю жизнь работал на стыке психологии и физиологии, сформулировал ряд интереснейших, оригинальных концепций в сфере потребностей, мотиваций, эмоций. Студентом я слушал его лекции, поэтому считаю себя хотя бы отчасти, но учеником Павла Васильевича.

П. В. Симонов предложил разделить все биологические потребности на три типа: витальные, зоосоциальные и потребности саморазвития. Классификация Симонова физиологична, она основана на данных о нервных центрах мозга, о тех нейромедиаторах, которые работают, когда мы ощущаем голод, тревогу, радость, агрессию.

Первая группа – наши витальные нужды, от слова vita – «жизнь». То есть это жизненно необходимые потребности, без которых невозможно само наше существование. И если они не будут реализоваться, то организм просто умрет. Прежде всего, это потребность в еде, питье и безопасности (оборонительное поведение).

Анализ показал, что в нашем мозге отдельно существуют центры, связанные со страхом, которые активируются, когда мы удовлетворяем нашу необходимость быть в безопасности, убегая от разъяренной осы или жены со скалкой или хотя бы прячась от нее в кустах. И отдельно существуют центры активно-оборонительных реакций – агрессии, которые вступают в дело, когда уже мы нападаем на источник неприятностей. Это разные нейроны, хотя они находятся в гипоталамусе совсем недалеко друг от друга.

Кроме того, с витальными потребностями связаны все процессы, происходящие в организме для того, чтобы он нормально функционировал. Постоянная температура тела, кровяное давление, дыхание, сон и бодрствование, опорожнение кишечника и мочевого пузыря. Сюда же относятся программы, с помощью которых мы экономим силы, – так называемые программы лени.

В группу витальных потребностей попадает и так называемый груминг – уход за телом: вычесывание, вылизывание, умывание. Термин «груминг» происходит от английского «уход за лошадьми», но те, кто занимается поведением животных, распространили это понятие вообще на любой уход за телом. Конечно, если человек не будет принимать душ и чистить зубы, то он не умрет так быстро, как, скажем, без воды или без воздуха. Но в конце концов он все равно покроется паразитами, грязью и погибнет. Поэтому умывание и гигиена – это очень важно; об этом всех в детстве предупреждал еще Мойдодыр – умывальников начальник и мочалок командир.

При этом надо понимать, что за каждым упомянутым выше словосочетанием – «пищевое поведение», «активно-оборонительные реакции», «программы экономии сил» и подобными – на самом деле стоят десятки, сотни программ, характерных для мозга человека, птицы, рыбы, насекомого. Получается, что все потрясающее разнообразие поведенческих ситуаций базируется на работе определенных нейронов и нервных центров. В каждой группе мы видим и очень простые реакции. Например, глотание, слюноотделение – это примитивное пищевое поведение. А вот действия пчелы, которая строит шестигранные соты, – очень сложная врожденная программа. Паук, плетущий паутину, тоже активирует совсем не простую установку, причем также заложенную в его мозг при рождении. Все это разнообразие программ очень интересно исследовать. Изучение даже существенно более простого мозга, чем наш, той же пчелы, виноградной улитки или дождевого червя, дает массу принципиально важной нейрофизиологической информации. И поняв ее, мы можем разбираться с нервной системой человека гораздо эффективнее.

Вторая группа установок – зоосоциальные. Несложно понять, о чем здесь идет речь, достаточно убрать корень «зоо»: это программы, связанные с взаимодействием особей одного вида (внутривидовое взаимодействие).

Прежде всего, конечно, это размножение. Природа определила эту задачу как сверхважную, ведь если организм не оставил потомства, то с точки зрения биологии его жизнь прошла зря, потому что гены не переданы следующим поколениям. А природу, эволюцию, в конце концов, волнует только это.

За размножением следует уход за потомством. Это тоже важнейшие программы материнско-детского взаимодействия. Не зря девочки с детства играют в дочки-матери.

Еще мы стремимся лидировать в стае, подражать, хотим занять и защищать (удерживать) территорию. К этому типу потребностей также относятся реакции сопереживания — перенос на себя эмоций, испытываемых другой особью, при помощи особых – зеркальных – нейронов. В современном обществе мы называем это эмпатией.

Все перечисленные программы находятся в нашем мозге от рождения. Это такой «предустановленный софт». Но, конечно, в случае отдельно взятого человека степень его важности (значимости той или иной потребности) определяется индивидуально. «Параметры установки» зависят от родительских генов, гормонального фона, жизненного опыта. В итоге для кого-то очень важной оказывается, например, агрессия, и это помогает стать чемпионом мира по боксу. Для кого-то – страх, для кого-то – родительское поведение. А для кого-то – лидерство, и такой человек порой способен вести за собой миллионы.

Из всего этого набора возникает основа личности, в том числе ее темперамент. Личность и темперамент в значительной степени определяются базовой инсталляцией значимости каждой из потребностей в уникальном мозге конкретного человека.

Все это создает разнообразие человеческого поведения, а отчасти – его непредсказуемость. И это к лучшему – ведь иначе наше общество сплошь состояло бы из стандартизированных роботов.

Третья группа нужд, которую выделил П. В. Симонов, – потребности саморазвития. Он писал, что это потребности, которые «направлены в будущее». В тот момент, когда вы реализуете соответствующее поведение, не очень понятно, зачем вы это делаете. Но если набраться терпения, то через час, а может, через неделю или месяц станет ясно: «Так вот для чего эта установка существует и претворяется в жизнь!».

Самым очевидным примером класса подобных программ является исследовательское поведение, сбор новой информации. Она точно так же, как и еда, безопасность и забота о потомстве, радует наш мозг.

Исследовательское поведение – важнейший компонент жизни человека. Наш мозг очень любопытен и получает положительные эмоции, когда узнает что-то новое, даже если это знание понадобится очень нескоро или даже окажется бесполезным. Именно поэтому мы иногда обнаруживаем себя в три часа ночи читающими в интернете о миграции антилоп или причинах распада Римской империи.

Подражательное поведение – делай как родитель, как сосед по парте, как вожак. Следуй примеру – и будет тебе счастье. Здесь работают зеркальные нейроны, повторяющие движения (иные, чем в случае сопереживания). При этом в момент повторения мы не всегда знаем, зачем нам это нужно. Но эволюционный опыт показывает: скорее всего, это полезное действие. Если мама-мартышка аккуратно переходит ручеек по камушкам, скорее всего, идти по воде опасно – и детенышу ради выживания следует поступить так же.

К программам саморазвития еще относятся установки, связанные со свободой, или, как писал И. П. Павлов, с рефлексом свободы. Мы с трудом переносим, когда кто-то ограничивает наше передвижение. Для этого вас не обязательно должны приковать наручниками к батарее, достаточно, например, оказаться заблокированным на парковке. Наш «биологический» мозг, заглядывая в будущее, говорит: борись, освобождайся, иначе умрешь от голода, жажды или тебя съест хищник.

Игровое поведение, связанное с удовольствием от движения, также входит в число потребностей саморазвития. Котенок бегает за бумажкой, а козленок скачет как угорелый. Зачем? Они тренируются перед вступлением в большую жизнь, потому что котенку предстоит охотиться на мышку, козленку – спасаться от волка. Животные об этом не знают, но врожденная программа наперед формирует их двигательные навыки, и сама эта тренировка опять же связана с положительными эмоциями.

Не удивляйтесь, когда какой-нибудь мальчик Петя трех лет залезает на табуретку и спрыгивает с нее, залезает и спрыгивает – и так 50 раз подряд. Постарайтесь не раздражаться и не ругать его, а подумайте, зачем ребенок это делает? «За надом!» – ответит вам Петя. Ему приятно (черная субстанция выделяет дофамин), и при этом тренируется его мозг: мозжечок формирует двигательные навыки. Взрослый человек это уже умеет, и предложение сына – «Папа, давай попрыгаем!» – у великовозрастного дяди вызывает глубокое недоумение: «Я что, дурак? Я это и так умею, зачем мне сейчас прыгать?». Хотя если у человека мозг с активным игровым поведением, он с удовольствием и побежит, и запрыгает. Знаете, есть такой чудесный тип взрослых людей, для которых любое движение действительно всерьез значимо. Они даже в солидном возрасте продолжают ходить в походы, на танцы, кататься на роликах. И чувствуют себя при этом абсолютно счастливыми!

Центры потребностей

Главными центрами биологических потребностей являются гипоталамус и часть структур, относящихся к базальным ганглиям. В базальных ганглиях – не только двигательные нейросети, работающие вместе с мозжечком. Около 20 % нейронов этой области связаны с обработкой потребностей и эмоций. Важнейшая из них называется миндалиной. Миндалина – парное скопление нервных клеток, которое находится в глубине височных долей мозга. Она сообщает в ассоциативную лобную кору: «Хочу то, хочу се, вот это хочу!»

Как мы вообще начинаем в чем-то нуждаться, от чего зависит уровень потребностей? От того, что мы видим во внешней среде, от сигналов самого организма, гормонов, генетических факторов. Различные ядра гипоталамуса отвечают за разные наши нужды.

Если мы говорим про голод и жажду, тут ведущую роль играет средняя область гипоталамуса. Когда речь идет о половом и родительском поведении, здесь гипоталамус (его передние ядра) тоже главный, но миндалина его контролирует и не дает зашкаливать этим потребностям, не позволяя нам скатиться в маниакальные одержимости. А так бы распоясались! Задняя часть гипоталамуса работает со страхом и агрессией, но в данном случае под четким управлением миндалины – та запускает эти программы, а гипоталамус в основном уже реализует реакции внутренних органов и эндокринные ответы на появления стресса. То самое усиленное потоотделение, спазмы кишечника и прочие «прелести», возникающие, когда мы нервничаем.