Глава 4.

Наши три мозга и не только.

В соотношении с массой тела наш мозг в три раза крупнее, чем у наших ближайших сородичей. Этот крупный орган опасен и вызывает мучительные роды. Его рост сопряжён с массой сложностей. Даже когда человек отдыхает, мозг потребляет двадцать процентов энергии, по весу занимая лишь два процента от тела.

Должна быть какая‑то причина для такой издержки эволюции.

– Сьюзан Блэкмор

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

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

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

Около 250 000 лет назад мозг большинства млекопитающих достиг высшей точки эволюции в том, что касается его объёма и строения. И примерно в это же время эволюция мозга человека пошла весьма непредсказуемым путём.

Хотя бы в том, что мозг первых людей должен был достичь предела в развитии подобно мозгу прочих млекопитающих того же периода. Но вместо этого мы наблюдаем увеличение размеров и усложнение структуры человеческого неокортекса – невероятный скачок в развитии за короткий промежуток времени.

                                                          Загадки роста мозга.

Недавние открытия показывают, что 250 000–300 000 лет назад у наших предков на 20 % возросла масса неокортекса, мыслящей, рассудочной части мозга¹. Все произошло спонтанно и необъяснимо, в противовес нормальному, линейному ходу эволюции. Такое стремительное увеличение серого вещества обусловило превосходство человеческого мозга. Что вызвало этот эволюционный скачок, давший нам неокортекс крупнее и плотнее, чем у любых других животных, остается тайной.

Также, в отличие от остальных млекопитающих, в то время как масса человеческого неокортекса возросла на 20 %, размер тела увеличился только на 16 %. Можно сказать об этом и по‑другому: размер человеческого тела увеличился только на 80 % относительно увеличения массы мозга, что является заметным отклонением от типичных пропорций у млекопитающих.

Напрашивается ещё один интересный вопрос. Почему не изменился размер черепа, как в целом, так и в отношении к остальному телу? До некоторой степени череп всё‑таки увеличился, но не пропорционально мозгу, как это бывает у животных. Учёные полагают, что если бы размеры черепа возросли настолько же, насколько мозг, то голова новорожденного просто не смогла бы пройти через женский таз при родах. Ведь даже при настоящих пропорциях процесс рождения у людей сопряжён с большим риском и осложнениями из‑за размеров головы младенца. Так что, если бы в те первобытные времена размер головы увеличился, а размер таза остался прежним, резко возросла бы смертность среди новорождённых и рожениц и человек вымер как вид. Единственным возможным решением этой проблемы, которое, однако, отвергла Мать Природа, было бы увеличение таза у женщин пропорционально голове новорождённого. Мы можем только воображать, какие формы имели бы женщины в этом случае. При таком увеличении тазовых костей первобытные женщины, вероятно, были бы вынуждены снова перейти на четвереньки.

                                                          Поролоновый мозг.

Рис. 4.1. Триединый мозг

Иерархический порядок этих трёх структур сообщает важную информацию о нашей эволюции и функциях мозга. Первым, более 500 миллионов лет назад, развился мозговой ствол – «перемычка», соединяющая спинной мозг с основанием головного. Самый примитивный отдел, он занимает наибольшую часть мозга у рептилий. Учёные прежних времен назвали этот отдел человеческого мозга рептильным, поскольку он напоминает собой цельный мозг рептилий.

Непосредственно за мозговым стволом крепится мозжечок, развившийся примерно 300–500 миллионов лет назад. Эта часть первого мозга отвечает за координацию, проприорецепцию (бессознательное ощущение движения и ориентации в пространстве) и движение тела, как с крупной, так и с мелкой моторикой. Недавние исследования позволяют предположить, что мозжечок выполняет и другие функции. Например, он тесно связан с лобной долей, областью неокортекса, отвечающей за намеренное планирование³. Кроме того, мозжечок, как оказалось, играет динамическую роль в комплексном эмоциональном поведении⁴. Нейроны мозжечка являются самыми плотно связанными нервными клетками во всём мозге. Эта повышенная взаимосвязанность позволяет мозжечку управлять многими функциями, не требуя от нас сознательного участия.

Средний мозг развился 150–300 миллионов лет назад. Этот второй мозг иногда называют млекопитающим мозгом, поскольку он наиболее развит у млекопитающих. Средний мозг, обхватывающий мозговой ствол, испытал наибольший прогресс в своём развитии в течение последних трёх миллионов лет и достиг пика около 250 000 лет назад. Эта область мозга является вместилищем нашей непроизвольной автономной нервной системы.

Наконец, около трёх миллионов лет назад вокруг первых двух мозгов образуется новый мозг – со своим важнейшим элементом, неокортексом («нео» означает новый, или модифицированный), или корой. Таким образом, эта внешняя оболочка (выглядящая как апельсиновая кожура) является самым поздним слоем и самой продвинутой областью мозга, развившейся у приматов и людей. Центр сознательного восприятия, этот новый мозг вмещает нашу свободную волю, мышление и способность к обучению и рассудочной деятельности. На рис. 4.2 представлен мозг в поперечном сечении (от уха до уха), демонстрирующем плотность и размер неокортекса. Серое вещество (нейроны) и белое вещество (глиальные клетки) третьего мозга также видны.

Решение Матери Природы было простым и элегантным. Человеческий мозг просто‑напросто уплотнился, так что 98 % неокортекса оказалось в глубинах складок.

Подобно японскому вееру, который в сложенном виде скрывает цветочный орнамент, новый свернутый мозг стал скрывать большую часть своего серого вещества. Такое воплощение, сильно напоминающее грецкий орех, стало эффективным решением размещения большего объёма в меньшем пространстве.

Несколько лет назад я помогал дочке со школьным заданием на тему мозга. Мы обсуждали, как бесчисленные складки мозга могут максимально увеличить массу и минимизировать используемое пространство. Дочке было сложно понять общую идею. Когда следующим утром она ушла в школу, я купил десять поролоновых мячиков диаметром десять сантиметров. Также я нашёл стеклянный кувшин емкостью в один галлон с широким горлышком. Тем вечером я попросил дочку положить в кувшин два мячика. Они заняли почти весь объём кувшина.

– Складок нет, так? – спросил я.

Она кивнула.

А затем попросил её впихнуть в кувшин все десять мячиков и закрыть крышку. Проделав это, она начала хихикать, а затем смеяться. Содержимое стеклянного кувшина весьма напоминало человеческий мозг.

Важнейшей составляющей эволюционного скачка, произошедшего 250 000 лет назад, стала способность мозга сворачиваться внутрь себя, в результате чего он стал таким, каким мы его видим сегодня. Теперь моя дочка может вам рассказать, что способность мозга сворачиваться внутрь себя является свойством адаптации, давшим первобытным людям жизненно важные преимущества над другими особями в их окружении.

Складчатый мозг с его стремительной эволюцией дал человечеству потенциал для умственного развития, который мы едва начали осваивать в наши дни. Современный человек все еще имеет те же пропорции относительно массы мозга, что и 250 000–300 000 лет назад. Став новым видом с новым увеличенным мозгом, мы вышли за пределы необходимости преодолевать долгий путь линейной эволюции, по которому следуют все остальные существа на нашей планете. Однако несомненно и то, что наш вид в целом не использует способности своего нового мозга в полной мере.

                                           Мозг: эволюционная капсула времени.

Если вы хотите проследить путь эволюции человека, лучше всего начинать с верхней точки. Мозг является своего рода капсулой времени, иллюстрирующей эволюционное развитие человечества, а эволюция имеет долгую память.

 

Весь пройденный нами путь развития содержится в нашей черепной коробке. Если бы сегодня наш мозг был другим, была бы другой и история нашего вида.

 

Согласно передовым исследованиям доктора медицины Пола МакЛина, человеческий мозг имеет три формации, различающиеся по форме, размеру, химии, структуре и рабочим паттернам, отражающим наше развитие в ту или иную эру. По сути, человеческий мозг состоит из трех отдельных подмозгов. МакЛин называет их тремя взаимосвязанными биологическими компьютерами. Каждый обладает собственным разумом, чувством времени и пространства и памятью, а также другими функциями².

Этим подструктурам мозга даны следующие названия: архипаллиум (также рептильный мозг; R‑комплекс, или рептильный комплекс; мозговой ствол с мозжечком), палеопаллиум (средний мозг, млекопитающий мозг или лимбический мозг) и неопаллиум (новый мозг, неокортекс, мозговая кора или передний мозг). Для простоты мы будем обозначать мозговой ствол и мозжечок как первый мозг, средний мозг как второй мозг, а неокортекс как третий мозг или новый мозг. Иногда по ходу книги я использую и другие названия для каждой из трёх формаций. Взгляните на рис. 4.1, приведённый из книги МакЛина «Триединый мозг в развитии». Вы можете сравнить его с рис. 3.7, где представлен мозг современного человека. И хотя каждый подмозг работает независимо от остальных, в целом мозг функционирует как единое целое, делая сумму больше слагаемых.

Рис. 4.1. Триединый мозг

Иерархический порядок этих трёх структур сообщает важную информацию о нашей эволюции и функциях мозга. Первым, более 500 миллионов лет назад, развился мозговой ствол – «перемычка», соединяющая спинной мозг с основанием головного. Самый примитивный отдел, он занимает наибольшую часть мозга у рептилий. Учёные прежних времён назвали этот отдел человеческого мозга рептильным, поскольку он напоминает собой цельный мозг рептилий.

Непосредственно за мозговым стволом крепится мозжечок, развившийся примерно 300–500 миллионов лет назад. Эта часть первого мозга отвечает за координацию, проприорецепцию (бессознательное ощущение движения и ориентации в пространстве) и движение тела, как с крупной, так и с мелкой моторикой. Недавние исследования позволяют предположить, что мозжечок выполняет и другие функции. Например, он тесно связан с лобной долей, областью неокортекса, отвечающей за намеренное планирование³. Кроме того, мозжечок, как оказалось, играет динамическую роль в комплексном эмоциональном поведении⁴. Нейроны мозжечка являются самыми плотно связанными нервными клетками во всем мозге. Эта повышенная взаимосвязанность позволяет мозжечку управлять многими функциями, не требуя от нас сознательного участия.

Средний мозг развился 150–300 миллионов лет назад. Этот второй мозг иногда называют млекопитающим мозгом, поскольку он наиболее развит у млекопитающих. Средний мозг, обхватывающий мозговой ствол, испытал наибольший прогресс в своем развитии в течение последних трех миллионов лет и достиг пика около 250 000 лет назад. Эта область мозга является вместилищем нашей непроизвольной автономной нервной системы.

Наконец, около трёх миллионов лет назад вокруг первых двух мозгов образуется новый мозг – со своим важнейшим элементом, неокортексом («нео» означает новый, или модифицированный), или корой. Таким образом, эта внешняя оболочка (выглядящая как апельсиновая кожура) является самым поздним слоем и самой продвинутой областью мозга, развившейся у приматов и людей. Центр сознательного восприятия, этот новый мозг вмещает нашу свободную волю, мышление и способность к обучению и рассудочной деятельности. На рис. 4.2 представлен мозг в поперечном сечении (от уха до уха), демонстрирующем плотность и размер неокортекса. Серое вещество (нейроны) и белое вещество (глиальные клетки) третьего мозга также видны.

Рис. 4.2. Поперечное сечение мозга от уха до уха

Развитие первого мозга: мозговой ствол и мозжечок.

Мозговой ствол в основном поддерживает базовые жизненные функции, включая обеспечение и контроль сердечного ритма и дыхания. Эти жизненные функции едины для всех животных особей. Мозговой ствол также занимается регулировкой различных уровней бодрствования и сна. Это в большей степени его задача, чем высших центров неокортекса.

Мозжечок, или малый мозг, также представляет собой часть нашего первого, рептильного мозга. Морщинки и складки придают ему характерный вид. Относительно крупный по сравнению с другими структурами мозга, мозжечок имеет трёхдольное строение и крепится к мозговому стволу, располагаясь под самой задней областью неокортекса.

Недавняя функциональная сцинтиграфия показала, что мозжечок является самой активной частью мозга.

Учёные полагают, что мозжечок отвечает за баланс и координацию произвольных и непроизвольных движений и проприорецепцию. Координируя движения, мозжечок выполняет как моторную (возбудительную), так и тормозящую (ингибиторную) функцию.

Некоторые типы простых действий и реакций усваиваются, координируются, запоминаются и хранятся в мозжечке. Например, как только человек выучил, как играть в крокет или даже ездить на велосипеде, ему требуется очень мало сознательных усилий для выполнения этих действий. После того как навык освоен и запомнен – вмонтирован в мозжечок, – наше тело может выполнять это действие автоматически, с самым малым привлечением сознательного мышления. Выработанные установки, эмоциональные реакции, повторяющиеся действия, привычки, внушенное поведение, бессознательные рефлексы и навыки, которые мы освоили, – все они связываются и хранятся в мозжечке.

Как мы теперь знаем, в неокортексе среднее число соединений на нейрон равняется примерно 40 000. Впечатляющее число, однако в мозжечке так называемые клетки Пуркинье имеют от 100 000 до 1 миллиона соединений на нейрон. Мозжечок является наиболее плотно упакованной областью серого вещества во всем мозге.

Более половины всех нейронов, составляющих человеческий мозг, содержится в мозжечке.

Фактически, мозжечок – это одна из немногих областей мозга, в которой клетки продолжают воспроизводиться ещё долгое время после рождения. Интересно отметить: когда младенца качают или баюкают, в его мозжечок поступают импульсы, что, по сути, стимулирует его развитие. Такая польза от качания сохраняется примерно до двухлетнего возраста.

                                                 Развитие второго мозга: средний мозг.

Вторая развившаяся область называется средним мозгом, поскольку составляющие её структуры расположены непосредственно в середине мозга. Один из многих терминов для обозначения этой области – «лимбическая система»; лимб означает формирование границы по краю кольца и относится к чему‑то окраинному или находящемуся на перемычке между отдельными структурами. Также применяется термин «млекопитающий мозг», поскольку эта область наиболее развита у млекопитающих. Находящийся непосредственного над мозговым стволом, средний мозг у взрослого человека имеет размер абрикоса. Для лучшего запоминания взгляните на рис. 3.7, на котором показано расположение и размер среднего мозга. Также взгляните на рис. 4.3, иллюстрирующий большинство областей мозга, которые мы обсуждаем в этой главе.

                                             Регуляторные функции среднего мозга.

Хотя средний мозг занимает только одну пятую объёма всего мозга, его влияние на наше поведение велико, поэтому его также называют эмоциональным мозгом. Также средний мозг иногда называют химическим мозгом, потому что он отвечает за регулирование многих внутренних состояний.

Именно наш средний мозг выполняет все эти чудеса, которые обычно мы принимаем как должное: контроль и подержание температуры тела, уровня сахара в крови, кровяного давления, пищеварения, гормонального баланса, а также другие бесчисленные процессы. Средний мозг также настраивает и поддерживает наше внутреннее состояние, компенсирующее изменения во внешнем мире. Если бы не средний мозг, наш обмен веществ был бы как у хладнокровных рептилий, поскольку мы не могли бы поддерживать устойчивое внутреннее состояние, невзирая на температурные изменения внешней среды.

                                                  Функции среднего мозга.

Помимо регулирующих функций, средний мозг также отвечает за четыре процесса: борьба, бегство, питание и совокупление.

Борьба или бегство. Мы уже говорили об этих двух реакциях на опасность: бей или беги. Как вы помните из главы 3, АНС восходит к среднему мозгу и включает симпатический отдел (борьба или бегство), когда мы испытываем угрозу или страх. Представьте, что вы выносите мусор и видите в кустах медведя. В тот момент, как ваш неокортекс (сознательный мозг) получает сигнал угрозы, этот пробуждающий страх внешний стимул активирует автономную нервную систему. (На самом деле нам сейчас известно, что отдельные структуры среднего мозга чувствуют внешнюю угрозу даже до того, как мы успеваем осознать это.) В свою очередь, наша автономная нервная система автоматически активирует реакцию борьбы или бегства, подготавливая нас к активным действиям. Это запускает последовательность автоматических внутренних процессов. Моментальный выброс адреналина подготавливает наше тело к бегству. Кровоток отводится от внутренних органов к рукам и ногам, максимально повышая способность к передвижению, тем самым улучшая шансы на успешное бегство.

В ситуациях угрозы средний мозг контролирует важнейшие функции для сохранения жизни. Эти рефлекторные реакции кажутся универсальными у всех млекопитающих, ведь все мы имеем эту структуру, называемую млекопитающим мозгом. Другими словами, когда мы оказываемся в ситуациях, вызывающих страх, мы реагируем физиологически и биохимически почти так же, как кролики или собаки.

Рис. 4.3. Обзор мозга

Спинной мозг действует как «оптоволоконный кабель», проводящий импульсы из головного мозга в другие части тела и передающий сообщения от тела обратно в мозг.

Мозговой ствол регулирует примитивные функции организма, такие как дыхание, глотание, кровяное давление, сердечные сокращения.

Мозжечок отвечает за равновесие и положение тела в пространстве. Он также координирует движения и поддерживает автоматически вмонтированные в ЦНС воспоминания и поведение.

Средний мозг отвечает за автоматическую регулировку и поддержание химического баланса организма. Он также помогает согласовывать сигналы из внешнего мира с нашей внутренней средой.

Таламус действует как коробка передач, распределяющая всю входящую сенсорную информацию (кроме запахов) в различные области нашего сознательного рассудочного мозга.

Гиппокамп отвечает за формулирование переживаний с соответствующими эмоциональными воспоминаниями, за обработку важной информации в процессе обучения и за кодировку долговременных воспоминаний.

Миндалевидное тело, или миндалина, работает вместе с гиппокампом, генерируя низшие эмоции из восприятий внешнего мира и внутренних мыслей. Она помогает эмоционально заряжать наш жизненный опыт и предупреждает о жизненно важной информации.

Гиппокамп химически регулирует внутреннюю среду тела для поддержания равновесия. Температура тела, уровень сахара в крови, баланс гормонов и эмоциональные реакции регулируются здесь.

Слизистая железа, или гипофиз, получает приказы от гипоталамуса на выделение гормонов в форме пептидов, циркулирующих по кровотоку, и активацию различных желез, тканей и органов тела.

Шишковидная железа, или эпифиз, химически регулирует уровни сна, а также циклические ритмы репродуктивной системы.

Мозолистое тело – это скопление волокон, соединяющих два полушария мозга, чтобы они могли обмениваться информацией.

Кора головного мозга является вместилищем нашего сознательного разума и отвечает за осуществление таких изощренных функций, как обучение, запоминание, творчество и произвольное поведение.

Средний мозг также вовлечен в эмоциональные реакции, связанные с физическим выживанием.

Питание. Когда вы садитесь есть, ваша парасимпатическая нервная система вызывает у вас чувство расслабленности, сохраняет вашу энергию и подготавливает тело для пищеварения и обмена веществ.

Совокупление. Если хотите знать, когда вы заняты этим волнительным процессом, в нём принимают участие как парасимпатические, так и симпатические составляющие вашей автономной нервной системы. Первая помогает вам войти в настроение (вы, вероятно, не ощутили бы особого сексуального возбуждения, если бы за вами гнался хищник), а последняя включается, когда вы испытываете оргазм.

Чтобы продвинуться чуть дальше в понимании лимбического мозга, добавим ещё пару фактов и посмотрим, как они все связываются с симпатической и парасимпатической нервными системами. Симпатическая система отвечает за борьбу, бегство, страх и совокупление (оргазм). Парасимпатическая система отвечает за питание, восстановление (рост и заживление) и также совокупление (создание сексуального настроя). Одна система использует, высвобождает и мобилизует энергию, тогда как другая сберегает, создаёт и хранит.

                                                    Структуры среднего мозга.

В среднем мозге выделяют таламус, гипоталамус, гипофиз и эпифиз, гиппокамп, миндалевидное тело и базальные ядра.

Таламус. Таламус является точкой пересечения почти всех нервов, соединяющих одну область мозга с другой, тело с мозгом и мозг с телом. Таламус, название которого взято от греческого слова, означающего «внутренние покои», является старейшей и самой объемной составляющей среднего мозга. Скопление ядер нервных клеток, возникающее в центральной узловой точке, состоит из двух отчетливо выделяющихся таламических центров, по одному на каждой стороне среднего мозга. Считайте таламус коммутатором или командно‑диспетчерским пунктом, который может соединять любую часть мозга с телом.

Нет ни одного сигнала из внешней среды, который не проходил бы через таламус.

Органы чувств (уши, глаза, кожа, язык, нос) посылают сообщения в таламус, который перенаправляет их в конечные пункты назначения в неокортексе/сознательном мозге.

В то же время таламус может посылать сигналы в другие области мозга, чтобы возбудить или затормозить его различные системы. В этом отношении таламус обрабатывает чувствительную информацию из внешнего мира, определяет и распределяет ее по соответствующим категориям и передает эти сведения во множество центров коры головного мозга. В зависимости от природы сенсорной информации или типа стимуляции из внешнего мира эти сведения затем передаются в различных направлениях по всему мозгу (среднему мозгу, мозговому стволу и так далее) и в тело. Таламус также является связующим звеном между неокортексом и мозговым стволом. Таким образом, эта структура позволяет всему мозгу единовременно получать разнообразные важные сведения из внешнего мира.

Гипоталамус. Эта область среднего мозга является химической фабрикой, регулирующей внутреннюю среду тела и поддерживающей баланс внутренних систем с внешним миром. Гипоталамус (что буквально означает «под таламусом») – это самая важная составляющая среднего мозга, поскольку она генерирует химических посредников для всего тела. Старейшая часть лимбической системы, она может воздействовать на любой орган или ткань тела.

В отличие от таламуса, отслеживающего внешние стимулы, основной функцией гипоталамуса является выработка химикалий, называемых нейропептидами, которые поддерживают баланс внутренней среды организма относительно внешнего мира. Гипоталамус отвечает за гомеостаз, автоматический саморегулирующийся механизм, который, подобно термостату, регулирует и поддерживает химический баланс и внутренний порядок в организме. Гипоталамус контролирует такие процессы, как аппетит, жажда, сон, бодрствование, уровень сахара в крови, температура тела, сердечный ритм, кровяное давление, химический баланс, уровень гормонов, сексуальное влечение, иммунные реакции и обмен веществ. Он также играет важнейшую роль в переживании эмоций. Эта часть мозга вырабатывает химические вещества, позволяющие нам чувствовать себя соответственно нашим мыслям и реакциям.

Давайте вернёмся к нашей гипотетической экстремальной ситуации с медведем в кустах, чтобы увидеть, как будут действовать таламус и гипоталамус. Когда органы чувств воспримут облик и звуки приближающегося медведя, таламус получит ряд важных сообщений. Он быстро сориентирует мозг об опасности, в ту же секунду обеспечив поступление предупреждающих сенсорных сигналов. А затем скоординирует тело для немедленных действий. Таламус направит информацию в неокортекс (высшие сознательные центры мозга), который принимает решения, планирует действия, анализирует окружающую обстановку для быстрого поиска выхода и т. п.

Также таламус просигналит гипоталамусу, чтобы тот химически подготовил организм для борьбы или бегства и в теле появилась энергия для ответа на возникшую угрозу. К примеру, гипоталамус отвечает за то, чтобы ноги были физиологически готовы к бегу и прыжкам при получении сигнала из сознательного мозга. С другой стороны, при этой непосредственной угрозе притока крови к органам пищеварения не требуется, поэтому гипоталамус настраивает организм на активные действия вместо переваривания пищи – то есть на борьбу и бегство, но не на питание (или совокупление).

Гипофиз. Гипофиз, или слизистая железа, выделяет химические вещества, активирующие гормоны. Коротко говоря, железы – это органы или особые группы клеток, извлекающие некоторые элементы из крови и выделяющие их в той форме, в которой тело может легко использовать их и избавляться от них. Гормоны являются сложными химическими веществами, вырабатываемыми в том или ином органе тела и запускающими или регулирующими функции других органов. Гормоны выделяют такие железы, как надпочечники, щитовидная железа, яичники, а также некоторые другие.

Гипофиз часто называют главной железой, поскольку она контролирует многие процессы в организме. Эта железа в форме груши, свисающая с гиппокампа, словно фрукт с ветки, сообщается с гипоталамусом и основными железами тела. Гипоталамус посылает как химические, так и электрические сигналы в гипофиз, который вырабатывает определённые химические вещества, запускающие различные химические/гормональные процессы.

Шишковидная железа. Шишковидная железа, или эпифиз, представляющая собой крохотное образование в форме сосновой шишки, располагается в задней части среднего мозга, над мозжечком. (Имеется распространенное заблуждение, будто бы эпифиз находится прямо над глазами, возникшее из‑за его названия – третий глаз.) Эпифиз химически регулирует циклы сна и бодрствования. Считайте эту железу внутренними часами мозга, ведь наш организм засыпает и пробуждается, благодаря её химической активности. Зрительные рецепторы глаз ощущают уровни дневного света или темноты, после чего эта информация попадает в гипоталамус, а затем и в шишковидную железу. И тогда эпифиз у человека (и у многих других не ночных млекопитающих) выделяет различные нейромедиаторы, на которые напрямую влияет объем света, получаемого глазами.

Два нейромедиатора вырабатываются в человеческом теле шишковидной железой в наибольших количествах. Это серотонин, так называемый дневной нейромедиатор, подготавливающий мозг к пробуждению в дневные часы. И мелатонин, ночной нейромедиатор, подготавливающий тело к погружению в восстанавливающий сон в тёмное время суток, а также участвующий в создании сновидений. Так что, если вы читаете эту книгу поздним вечером и вам хочется спать, причина этого (я искренне надеюсь) биологическая. Зрительные рецепторы ваших глаз больше не чувствуют дневного света, что побуждает шишковидную железу преобразовывать серотонин в мелатонин.

                                         ШИШКОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА У ЖИВОТНЫХ.

В отличие от людей и других приматов, у многих низших живых организмов шишковидная железа расположена вблизи черепа. К примеру, у амфибий, рептилий, рыб, птиц и некоторых млекопитающих. Благодаря такому положению эпифиза эти животные могут распознавать изменение объёма солнечного света в различные времена года, а также в разное время суток.

Таким образом, у многих видов животных эпифиз напрямую связан с биологическими циклами, зависящими от сезонных изменений. К ним можно отнести миграции, суточные биоритмы, репродуктивные циклы, вынашивание потомства и даже брачные игры.

Каким же образом эпифиз подталкивает животных к размножению в определенное время года? Возьмём для примера животных, впадающих в зимнюю спячку, таких как медведи. В течение относительно тёмных зимних месяцев их шишковидная железа выделяет в кровоток и ликвор больше ночного нейромедиатора, мелатонина. Часть мелатонина поглощается гипофизом, который в ответ вырабатывает нейрогормоны, подавляющие активность половых органов, снижая склонность животных к размножению.

Также эпифиз преобразует мелатонин в нейрогормон под названием 5‑метокситриптамин, устраняющий половое влечение и снижающий аппетит у некоторых видов млекопитающих, впадающих в спячку. Кроме того, замедляются обмен веществ и другие процессы в организме, что позволяет этим животным спать всю зиму.

Весной световой день увеличивается, повышается выработка серотонина и других нейромедиаторов, побуждая этих животных вновь ощутить половую активность и возрастание аппетита. В результате они спариваются и вскармливают своих детёнышей в течение более тёплых месяцев, когда объём пищи и другие условия окружающей среды благоприятны для выживания.

Гиппокамп. Гиппокамп отвечает за долговременную память. Свое название «морской конек» (греч.) он получил из‑за сходства с обитателем водных глубин. Эта область мозга позволяет нам обучаться, получая новый опыт и воспоминания.

Гиппокамп распределяет поступающую информацию, определяя ее на кратковременное или долговременное хранение. К кратковременным воспоминаниям относится информация, необходимая нам немедленно, но ненадолго. Списки покупок, телефонные номера, по которым мы звоним только один раз, и маршруты, которые нам, вероятнее всего, не понадобятся в будущем – все это хорошие примеры информации, хранящейся в кратковременной памяти.

В долговременной памяти гиппокамп хранит информацию, которой мы можем пользоваться по своему желанию в будущем ещё не раз. Очевидные примеры: наши домашние адреса, имена супругов, марка автомобиля и т. п. На корпоративной вечеринке мы можем познакомиться с людьми, имена которых уже не нужно будет помнить на следующий день, так что нет смысла хранить имя супруги начальника в долговременной памяти. Долговременные воспоминания связаны, как правило, с переживаниями, основанными на разнообразной информации, получаемой нами при помощи пяти органов чувств.

Такая кодировка памяти, происходящая в гиппокампе, называется ассоциативным обучением или ассоциативной памятью. Представьте, что ребёнок бросает камни в улей, после чего получает новый опыт в виде множества укусов. В будущем у этого ребёнка возникнет соответствующая ассоциация между бросанием камня, возбуждёнными пчёлами, вылетающими из улья, звуком их злобного жужжания, местом, где он находился, когда его жалили множество раз, и ощущением боли от этих укусов. Гиппокамп определит эту сенсорную информацию на долговременное хранение в различные области неокортекса, чтобы полученный опыт был перекодирован в мудрость. Если ребенок не будет искать неприятностей, ему не придется повторять такой опыт, чтобы усвоить значение этого воспоминания. Эволюция гиппокампа позволила многим видам животных выбирать действия, повышающие их шансы на выживание, и избегать поведения, грозящего неприятностями.

Давайте посмотрим, как гиппокамп справляется с этой задачей. Он ведёт учёт разнообразных фактов, ассоциирующихся с определёнными людьми, местами, вещами, временами и событиями. Нам свойственно лучше запоминать переживания, когда они как‑либо связаны с чем‑либо из вышеперечисленного. Гиппокамп создаёт память личных событий, связанных с вещами, случившимися с нами в конкретном месте и времени⁶. К примеру, в рассмотренном случае люди – соседи пчеловодов; место происшествия – участок с ульями; вещи – камни, которые бросал ребёнок, и улей; время – летний день; а события – бросание камней, ощущение укусов и, вероятно, какое‑то последующее лечение.

Ассоциативные воспоминания позволяют нам использовать знакомое для усвоения чего‑то незнакомого. Они являются строительным материалом для создания лучшего понимания. Воспринимая новую информацию, относящуюся к людям, местам, вещам, временам и событиям, и ассоциируя ее с событиями, уже пережитыми нами посредством пяти органов чувств, мы строим ассоциативную память.

Гиппокамп тесно связан с нашим поиском нового. Он отвечает за претворение неизвестного в известное.

Например, если гиппокамп уничтожают у лабораторных животных и им даётся возможность исследовать новую среду, они будут игнорировать незнакомые области и постоянно возвращаться к территории своей клетки. На самом деле наши идеи о том, что мотивирует обучение, могут быть не очень точными. Некоторые учёные проводят переоценку давних моделей обусловленного поведения, где награда или наказание (удовольствие или боль) являлись побуждением к обучению у животных. Возможно, что животные в таких исследованиях в большей степени приучались, нежели обучались. Многие исследования, связанные с гиппокампом, предполагают, что для нескольких различных видов животных обучение новым вещам является наградой самой по себе⁷.

Миндалевидное тело. Миндалевидное тело, или миндалина, от слова «миндаль» по‑гречески, отвечает за наши реакции в ситуациях, угрожающих здоровью и жизни. Также это своего рода хранилище для четырех высоко заряженных примитивных эмоций: агрессии, радости, грусти и страха. Кроме того, миндалина участвует в присвоении различных эмоциональных зарядов нашим долговременным воспоминаниям.

При возникновении ситуации, угрожающей жизни, миндалина проводит мгновенную оценку внешней среды в отношении возможных действий. Это важнейшая область среднего мозга, производящая чувство страха. Фактически, миндалина активирует тело в ответ на опасность еще до того, как вы осознаете это, поэтому ее иногда называют прекогнитивным ответчиком. Вот почему миндалина так важна для выживания нашего вида, как, впрочем, и других. Она обрабатывает сенсорную информацию, имеющую важнейшее значение для выживания в кризисной ситуации, и моментально активирует тело еще до того, как включатся другие нервные центры.

Представьте, что вы едете на велосипеде по парку, слушаете плеер в наушниках и поглощены музыкой. Вдруг перед вами из кустов выскакивает маленький ребенок. Миндалина получает эту важнейшую информацию и заставляет вас нажать на тормоз еще до того, как вы осознаете свои действия, то есть до того, как сигнал поступит в неокортекс. Такая реакция повышенной прекогнитивности может спасти человеческую жизнь. Поскольку средний мозг является более примитивной областью, чем неокортекс, понятно, что этот механизм, по‑видимому, был закреплен миллионы лет назад, задолго до того как у нас развилось рассудочное мышление, прерогатива конечного мозга.

Активированная миндалина также вызывает эмоции ярости и агрессии, помогая нам защищаться в потенциально угрожающих ситуациях. Поэтому мать будет оберегать свое потомство в любой опасной ситуации, даже рискуя жизнью и не взвешивая шансы на успех.

Недавние исследования также указывают на то, что миндалина связана с хранением эмоциональных воспоминаний, воздействующих на восприятие определенных ситуаций. Миндалина определяет воспоминание об опасной ситуации как внушающее страх, чтобы в дальнейшем помочь нам избежать ее. У людей миндалина кодирует переживания с высоким эмоциональным зарядом – злость, страх, грусть и даже радость – для хранения в долговременной памяти. Однако исследователи не могут указать конкретную область мозга, в которой хранилась бы некая конкретная эмоция, к примеру грусть. Подобные результаты показали и эксперименты, проводившиеся на приматах.

В интригующем новом исследовании, проведённом учёными Уэльского университета, слепой пациент обнаруживал владение шестым чувством, позволяющим ему распознавать грустные, сердитые или счастливые лица. Пациент Х (52 года) потерял зрение после повторного инсульта, затронувшего мозговые центры, обрабатывающие зрительные сигналы. Однако сцинтиграфия его мозга показала, что, когда он смотрит на лица, выражающие некую эмоцию, активируется другая часть мозга – не зрительная кора, а миндалина. Эта маленькая структура отвечает за невербальные сигналы (или воспоминания) злости или страха⁸.

Доктор Алан Пенья из Школы психологии при Уэльском университете в Бангоре возглавлял исследовательскую группу в Северном Уэльсе и в Университетской клинике Женевы. Ученые выяснили, что пациент Х был неспособен различать такие формы, как круг и квадрат. Более того, он не мог определить пол человека, который сделал «рожу кирпичом», или отличить нормальное выражение лица от гримасы. Но когда его попросили определить, сердитое или счастливое перед ним лицо, он смог дать правильный ответ в 59 % случаев. (Большинство участников эксперимента с повязкой на глазах давали не больше 50 % правильных ответов плюс‑минус несколько процентов.) Такой коэффициент несколько превышал статистически случайный, и он также подтверждался, когда испытуемого просили различить грустные и счастливые или испуганные и счастливые лица.

В результате учёные заключили, что эмоции, отражающиеся на человеческом лице, регистрируются не в зрительной коре, а в правой миндалине, расположенной внутри височной доли.

«Это открытие… представляет интерес для учёных, исследующих проблемы поведения, из‑за ассоциации правой миндалины с подпороговой обработкой эмоциональных стимулов у клинически здоровых людей, – сказал доктор Пенья. – Пациент Х помог нам установить, что эта область, несомненно, обрабатывает зрительные сигналы, связанные со всеми типами эмоциональных выражений лица»⁹.

Хранение воспоминаний в этой области мозга, отвечающей также за мгновенные реакции, может многое объяснить относительно чувствительности некоторых личностей.

Базальные ядра. Базальные ядра сочетают мысли и чувства с физическими действиями. Базальные ядра представляют собой запутанные сплетения нервных сетей, взаимосвязанных с неокортексом. Они расположены в каждом полушарии, прямо под неокортексом и над более глубокими структурами среднего мозга.

Давайте посмотрим, как работают базальные ядра. Вспомните, как вы обучались какому‑нибудь навыку, связанному с мышечными движениями, например вождению велосипеда. Вначале вам нужно было сознательно обдумывать свои действия. Каждый раз, практикуясь, вы укрепляли нервные цепи у себя в мозге, передававшие команды телу относительно равновесия, координации и т. п. После такой подготовки эти нервные цепи прочно закрепились, и ваши движения – кручение педалей и поддержание равновесия – стали автоматическими.

В такой момент ваши базальные ядра вместе с мозжечком взяли на себя координацию этих автоматических действий. При поездке на велосипеде базальные ядра получали сенсорную информацию из окружающей вас обстановки через новые кортикальные слои плюс команды от неокортекса относительно движений определенных мышц и координации. Базальные ядра сочетали ваши мысли и чувства с физическими действиями, придавали плавность мелко‑моторным движениям и удерживали тело от совершения случайных, непроизвольных действий. Помимо этих функций, базальные ядра позволяют нам контролировать наши импульсы и удерживать определённый темп движения. От них зависит ощущение нами удовольствия и экстаза.

Чтобы составить более ясную картину обо всех важных функциях, выполняемых базальными ядрами, представим, что может произойти, если они перестанут работать. У людей, страдающих синдромом Туретта, функция базальных ядер нарушена, так что они не в состоянии координировать мысли и чувства с действиями. Такие люди часто теряют контроль над импульсами и испытывают перевозбуждение. Это проявляется в том числе в резких движениях, подергивании головой, мигании глазами и т. п.

Каждый из нас наверняка оказывался в ситуации, когда базальные ядра получали так много информации из неокортекса, что уровень электрохимического заряда становился слишком высоким, чтобы его можно было обработать. Когда такое происходит, базальные ядра действуют как прерыватель тока в предохранительной коробке и, условно говоря, перекидывают главную цепь, то есть наше тело приводится во временное состояние бездействия. Например, испугавшись, мы можем замереть; смутившись или будучи возмущены, мы иногда теряем дар речи. Когда мы пытаемся заговорить с кем‑то, кого считаем крайне привлекательным, все наши мысли куда‑то разбегаются.

Подобно тому как некоторые машины разгоняются быстрее других, базальные ядра у одних людей действуют активнее, чем у прочих.

Такие люди часто тревожатся или нервничают. Без особой причины они постоянно оценивают окружающую обстановку, просчитывают риски и готовятся к возможной опасности. Их базальные ядра действуют в усиленном режиме – не настолько усиленном, чтобы уподобиться прерывателям тока, но все же заметно сильнее, чем у большинства. Такие люди имеют склонность к чрезмерным переживаниям по любому поводу.

С другой стороны, согласно новейшим исследованиям с применением сцинтиграфии мозга, базальные ядра у так называемых «делателей» обычно несколько более активны, чем у большинства. При повышенной активности происходит именно то, что и должно происходить: мысли и эмоции переводятся в немедленные действия – именно действие становится для этих людей средством от перегрузки их базальных ядер. Чрезмерная энергия, производимая базальными ядрами, должна как‑то расходоваться. Иначе случится энергетическая перегрузка и как результат – нервная перевозбудимость. Простой пример такой ситуации – это когда мы сидим где‑то в компании и кто‑то всё время качает ногой. Базальные ядра такого человека более активны, чем у остальных, и это проявляется в неусидчивости¹⁰.