Мы мыслим, следовательно существуем

Ваш мозг весит только 2 процента от массы тела, но получает 20 процентов объема крови, перекачиваемой сердцем, потребляет 20 процентов всего кислорода и глюкозы. Также на мозг приходится 50 процентов всей информации, закодированной геномом. Иными словами, половина всех генов описывает строение мозга, вторая половина описывает 98 процентов остального тела. Более того, мозг – невидимый кукловод, он не только вместилище сознания, вашего истинного Я, но и контролирует каждый удар сердца, каждое моргание век, каждый выброс гормонов. Так что имеет смысл рассмотреть, что вы можете сделать для сохранения мозга здоровым, – и счастливым! Оказывается, много что можно сделать. Идеи этой главы значительно замедлят старение и помогут избежать снижения умственных способностей и дисфункций мозга.

Разум, возможно, самое важное явление в мире, потому что позволяет понять и разложить по полочкам окружающую нас реальность. Лучший имеющийся у нас пример интеллектуальной сущности это сам мозг. И его устройство не скрыто от нас. Несмотря на окружающий череп, мы способны рассмотреть живой мозг изнутри со все более прецизионными технологиями сканирования. Это замечательный пример закона Рэя – закона ускорения отдачи: пространственное разрешение при сканировании мозга удваивается каждый год, объем ежегодно получаемых данных о мозге также удваивается.

Как мы знаем, человеческий мозг состоит из 100 миллиардов нейронов и триллиона клеток глии. Считалось, что функции глии ограничиваются физической поддержкой и питанием нейронов, но недавние исследования продемонстрировали, что они играют роль во взаимодействии синапсов - межнейронных связей. Мы имеем около 100 триллионов синапсов и, по правде говоря, основная часть событий происходит именно именно в них. Так что мозг устроен сложно.

Мы получаем экспоненциально растущий объем данных о мозге, но способны ли мы понять эти данные? Еще тысячелетия назад, во времена Платона, начался спор: достаточно ли мы разумны, чтобы постичь разум? Ученый-компьютерщик Дуглас Хофштадтер в 1979 году писал: «...это могло бы быть большим несчастьем, если наш разум окажется слишком слабым, чтобы познать самого себя». Но с тех пор мы убедились, что это не так. Как только мы соберем достаточно данных о специфических областях мозга, мы будем способны построить модели этих областей в точных, математических терминах и промоделировать на компьютере эти области. Например, ученый-компьютерщик Ллойд Уотс с коллегами создали модель десятка областей слуховой зоны коры мозга, это раздел мозга, отвечающий за обработку звука. Применение сложного психоакустического теста к модели Уотса дало результаты, сходные с человеческим восприятием звука. В Массачусетском Технологическом Институте были получены подобные модели и результаты для зрительной зоны коры мозга, обрабатывающей визуальную информацию.

В Университете штата Техас существует модель мозжечка, содержащего более половины всех нейронов мозга и отвечающего за формирование навыков, такого, например, как поймать летящий мяч. Нас всегда удивляло, как десятилетний ребенок делает это? Все что необходимо, это одновременно решить дюжину дифференциальных уравнений за несколько секунд, но большинство детей еще не умеют толком считать. На самом деле, эти уравнения решаются мозжечком с помощью математического метода, называемого базисной функцией. Конечно, вычисления происходят без участия сознания, но нам все же приходится тренировать мозжечок выполнять различные задания, вот почему важна практика. Возвращаясь к компьютерной модели, многочисленные тесты показали результат, близкий к формированию навыка в биологическом мозжечке человека. Приведенный выше пример иллюстрирует часто упоминаемое высказывание, что хотя мы способны к выдающимся свершениям, делаем все эти чудеса без особого понимания механизма работы мозга.

Под эгидой IBM проходит амбициозный проект создания модели коры головного мозга, возможно самой важной части мозга человека, отвечающей за абстрактное мышление. В то время как писалась эта книга, успешно завершилась первая серия тестов модели.

По мере ускорения прогресса в изучении работы мозга, мы вот-вот достигнем величайшего понимания человеческой натуры, которое было целью науки и искусства со времен первого символа, нанесенного на скрижали пять тысяч лет назад. Результатом этого великого инженерного проекта, в котором сейчас участвует более 50000 ученых и инженеров, будут в том числе методы создания все более интеллектуальных компьютерных программ. Но положительным результатом, более всего имеющим отношение к данной книге, станет то, что мы получим гораздо более действенные способы починки процессов, которые по каким-то причинам идут неправильным образом.

А идет не так много чего. Как мы заметили ранее, эволюция сфокусировалась на годах нашего развития и небольшом периоде ранней зрелости, которых достаточно, чтобы вырастить детей, пока они не станут самодостаточны. Как результат, такое качество мозга, как сохранение здорового состояния надолго после двадцати лет, не было заложено естественным отбором во время эволюции мозга. Наш мозг подвержен внезапной или постепенной деградации с возрастом, разрушению из-за вредных привычек, депрессии и тревог, и многим другим ограничениям, не говоря уже о потенциально катастрофических ошибках в суждениях.

ВЫ САМИ СОЗДАЕТЕ СВОЙ МОЗГ

Недавние успехи в области информационных технологий подарили нам, возможно, наиболее важное открытие на пути к здоровому мозгу – явление пластичности, способности к самоорганизации.

С середины 19 века считалось, что области мозга жестко закреплены за теми или иными задачами, и что нейроны невозможно заменить. В 1857 году французский нейрохирург Поль Брока установил связь между некоторыми расстройствами восприятия и областями мозга, перенесшими травму или операцию. Более века верили, что в отличие от остальных частей тела, способных к регенерации, мозг не может заменить потерянные или поврежденные нейроны и связи, и это изо дня в день приводит к безвозвратным потерям мозгового вещества.

Теперь мы знаем, что мозг обладает пластичностью в том смысле, что он, возможно, наиболее динамичный и самоорганизующийся орган человека. Несмотря на некоторую степень специализации зон мозга на различных задачах, жертвы несчастных случаев часто способны переместить навыки из поврежденных зон в целые. Более того, на последних сканированиях мозга виден рост новых межнейронных связей и даже рождение новых нейронов из стволовых клеток в результате мыслительных процессов.

В эксперименте на обезьянах в Университете Калифорнии

были получены снимки мозга до и после тренировки животных, потребовавшей ловких движений пальцем. Снимки показали существенный рост нервных связей, контролирующих палец. Эксперимент с человеком, представляющем как он играет на скрипке, показал существенный рост нервных связей, контролирующих пальцы левой руки, будто бы прижимающей струны. В университетах Рутгерса и Стенфорда провели эксперимент по сканированию мозга неспособных к чтению студентов (дислектиков), в то время как их учили различать "трудные" согласные"р" и "b". После обучения снимки показали существенный рост и увеличившуюся активность в области мозга, ответственной за распознавания такого рода. Паола Таллал, один из ученых создавших систему обучения дислектиков, заметила: "Вы сами создаете свой мозг, в зависимости от того, что он получает".

В новейших исследованиях по визуализации мозга мы в реальном времени можем воочию увидеть, как отдельные межнейронные связи создают новые синапсы (точки соприкосновения нейронов), таким образом, мы можем видеть, как мозг генерирует мысли, и как мысли созидают наш мозг.

Истинный смысл знаменитого высказывания Декарта «Я мыслю, следовательно существую» обсуждался столетиями, но недавние открытия добавили новое трактование: я создаю свой разум моими мыслями.

Снимки дендритов живого мозга, демонстрирующие шипик и процесс формирования синапса

Урок этих экспериментов в том, что мозг в целом похож на мышцы: используйте его, или – потеряете. Мы все знаем, что происходит с мышцами, если мы прикованы к постели болезнью или просто проводим жизнь на диване. То же самое происходит с мозгом. Будучи неспособным вовлечь себя в решение задач, бросающих вызов интеллекту, ваш мозг становится неспособен образовывать новые связи и, безусловно, придет в расстройство в конечном итоге. Обратное также верно как для тела, так и для мозга. Если некто, лишенный двигательной активности длительный период, начнет программу физиотерапии и регулярных упражнений, то вернуть мышечную массу и тонус будет делом нескольких месяцев. То же самое справедливо для мозга.

Многие исследования показывают, что люди, поддерживающие интеллектуальную активность по жизни, сохраняют острый разум. Викторианское Многолетнее Исследование канадцев показало, что престарелые люди, повседневно вовлеченные в стимулирующую разум деятельность, такую как ежедневное чтение, сохраняют живой разум по сравнению с существенным упадком когнитивных способностей тех, кто не вовлечен. Недостаточно тренировать одну мышцу, чтобы быть в форме, точно так же необходимо тренировать разные отделы мозга. Чтобы сохранить мозжечок – отдел мозга, контролирующий сознательные движения здоровым, следует заняться физическими упражнениями, в частности требующими развития навыков, например, спортом.

Мозг. Фронтальный вид.

Мозг. Вид сбоку

Представление, что некоторые мозговые процессы происходят только в левом или только в правом полушарии, верно лишь частично. Недавно обнаруженный тип нейронов под названием веретенообразные клетки, соединяет оба полушария и, кажется, эти нейроны сильно вовлечены в высокоуровневые эмоциональные процессы. В недавних экспериментах по сканированию мозга с использованием новых типов сканеров, которые могут отображать отдельные нейроны, эти клетки возбуждались (становились особенно активными), когда подопытные видели картинки любимого или слышали плач своего ребенка. Веретенообразные клетки необычны тем, что они могут быть очень длинными, сравнимыми по длине с размерами целого мозга и соединены с большим количеством других нейронов. Одна веретенообразная клетка обычно имеет сотни тысяч соединений с другими клетками. В отличие от высокоорганизованных клеток коры головного мозга, которая отвечает за рациональное мышление, веретенообразные клетки формируют непредсказуемые и довольно экзотические структуры и группы соединений.

Они соединяются практически со всеми отделами мозга, таким образом, получая входящие сигналы от всех областей. Из этих исследований очевидно, что веретенообразные клетки не отвечают за решение логических задач, и поэтому у нас нет рационального контроля над собственными эмоциональными реакциями.

Несмотря на то, что каждая веретенообразная клетка очень сложна, у нас их немного. Только около 80 тысяч из наших 100 миллиардов нейронов являются веретенообразными клетками. Они вообще есть только у нескольких видов животных. У горилл их около 16000, у бонобо около 2100 и у шимпанзе - около 1800. Недавно мы обнаружили, что у китов их больше, чем у человека. Интересно, что у новорожденных детей человека веретенообразных клеток нет. Они начинают появляться примерно в четырехмесячном возрасте и развиваются к 3 годам, что точно отражает способность маленьких детей к высокоуровневым эмоциями и моральным переживаниям.

Около 45000 веретенообразных клеток расположено в правом полушарии, и около 35000 - в левом. Этот небольшой дисбаланс говорит в пользу точки зрения, что правое полушарие более эмоциональное, а левое - более рациональное. Тем не менее, хотя правое полушарие имеет больше веретенообразных клеток, обе половины вовлечены и в логическое и в эмоциональное мышление. Люди с редким расстройством, использующие только половину мозга, часто ведут себя почти нормально, мысля и логически и эмоционально.

Дата добавления: 2015-05-06