Текст книги "Мозг долгожителя. 7 шагов к ясности ума, крепкой памяти и устойчивому вниманию"

Мозг – это не только нервная ткань, но и питающая ее сосудистая система. Представьте, что мозг – огромный мегаполис, в котором живут миллиарды жителей-нейронов. А цереброваскулярная система – сложная сеть дорог и магистралей, которая снабжает этот мегаполис всем необходимым – кислородом, глюкозой, питательными веществами. Без этой системы жизнь в городе быстро бы замерла, ведь мозг – один из самых требовательных «потребителей» в организме.

Главные «магистрали» цереброваскулярной системы – две сонные артерии (правая и левая), которые проходят по бокам шеи, и две позвоночные артерии, которые идут вдоль позвоночника. Эти четыре артерии несут кровь, насыщенную кислородом, от сердца к основанию мозга.

В основании мозга артерии образуют Виллизиев круг – замкнутую систему анастомозов (соединений), которая позволяет перераспределять кровоток при закупорке или сужении одной из артерий. Это как система объездных путей и развязок в городе, которая помогает избежать пробок и обеспечить бесперебойное снабжение.

От Виллизиева круга отходят три пары основных артерий мозга – передние, средние и задние мозговые артерии. Они делятся на более мелкие сосуды и проникают вглубь мозговой ткани, образуя густую сеть капилляров. Это как сеть маленьких улочек и переулков, которые доставляют «грузы» прямо к домам-нейронам и забирают «мусор» – углекислый газ и другие продукты обмена.

Интересно, что кровоснабжение мозга не одинаково в разных его отделах. Некоторые области, такие как кора больших полушарий, потребляют больше энергии и получают больше крови, чем другие, менее активные зоны. Это как центральные районы города, где кипит жизнь и куда стекаются основные потоки людей и ресурсов.

Но цереброваскулярная система – не только артерии. Не менее важную роль играют вены и венозные синусы, которые собирают «отработанную» кровь из мозга и возвращают ее к сердцу. Это как система канализации города, которая удаляет отходы и поддерживает чистоту улиц.

Еще одна особенность цереброваскулярной системы – наличие гематоэнцефалического барьера. Это специальная «таможня» на границе между кровеносными сосудами и мозговой тканью, которая строго контролирует, какие вещества могут проникать в мозг, а какие – нет. Так мозг защищается от токсинов, патогенов и других вредных «гостей».

С возрастом цереброваскулярная система, как и другие части организма, претерпевает изменения. Сосуды становятся менее эластичными, в них откладываются холестериновые бляшки, развивается атеросклероз, уменьшающий просвет сосуда. Это как износ дорожного покрытия на улицах города. В результате кровоток в мозге может ухудшаться, некоторые районы могут испытывать дефицит кислорода и питательных веществ.

Кроме того, с возрастом повышается риск таких серьезных проблем, как инсульты и микрокровоизлияния. Это как «дорожно-транспортные происшествия» в нашем мозговом мегаполисе, которые могут привести к «разрушениям» и «жертвам» среди нейронов. К счастью, мозг обладает удивительной способностью к восстановлению и компенсации, но лучше все же не доводить до беды.

Так что цереброваскулярная система – это настоящая «транспортная инфраструктура» мозга, от которой зависит его здоровье и долголетие. Чтобы поддержать ее в хорошей форме, важно вести здоровый образ жизни, контролировать факторы риска (такие как артериальное давление, уровень холестерина, сахара в крови), быть физически и интеллектуально активным. Ведь чем лучше «дороги» в нашем мозговом «мегаполисе», тем дольше он будет оставаться молодым и полным жизни!

Мозг человека – удивительно сложная и хорошо организованная система, которая до сих пор полна загадок. Мозг контролирует все жизненно-важные функции тела, бессознательные и сознательные. Продолжение изучения этого удивительного органа поможет не только лучше понять себя, но и управлять собой и обеспечить мозгу здоровое долголетие.

Нейроэндокринные функции мозга

Головной мозг человека – поистине удивительный и загадочный орган. Он не только отвечает за мысли, эмоции, память и движения, но и выполняет важнейшие нейроэндокринные функции, регулируя работу гормональной системы организма. Эта тесная взаимосвязь между мозгом и эндокринной системой обеспечивает слаженную работу всех органов и систем, поддерживает гомеостаз и позволяет нам адаптироваться к постоянно меняющимся условиям внешней и внутренней среды.

Главным дирижером этого сложного оркестра выступает уже упоминавшийся гипоталамус – небольшая, но очень важная область в глубине головного мозга. Несмотря на скромные размеры (около 4 см³), гипоталамус играет ключевую роль в регуляции вегетативных (как дыхание, кровообращение) функций организма, а также в контроле эндокринной системы.

Гипоталамус постоянно получает информацию о состоянии внутренней среды организма и внешних условиях через многочисленные нейронные связи с различными отделами мозга, а также с помощью гуморальных сигналов (гормонов и других биологически активных веществ), циркулирующих в крови. Он собирает и анализирует эти данные, сопоставляет их с «идеальными» значениями согласно заложенным программам и при необходимости запускает соответствующие регуляторные механизмы.

Одна из главных функций гипоталамуса – управление работой гипофиза, который называют «главной эндокринной железой» или «дирижерской палочкой» эндокринной системы всего тела. Гипофиз расположен в костном углублении (турецком седле) в основании черепа и соединен с гипоталамусом тонким стеблем – гипофизарной ножкой.

Гипоталамус контролирует функции гипофиза двумя способами.

1. Нейросекреторные клетки гипоталамуса вырабатывают рилизинг-гормоны (либерины) и ингибирующие гормоны (статины), которые по аксонам поступают в заднюю долю гипофиза и оттуда выбрасываются в кровь. Эти гормоны стимулируют или подавляют выработку и секрецию тропных гормонов передней доли гипофиза.

2. Некоторые нейроны гипоталамуса продуцируют гормоны вазопрессин (антидиуретический гормон) и окситоцин, которые по аксонам транспортируются в заднюю долю гипофиза и накапливаются там, а затем по сигналу из гипоталамуса выделяются в кровь.

Передняя доля гипофиза (аденогипофиз) под контролем гипоталамуса синтезирует и секретирует целый ряд тропных гормонов, которые регулируют работу периферических эндокринных желез:

– тиреотропный гормон (ТТГ) стимулирует деятельность щитовидной железы, контролируя выработку тиреоидных гормонов (тироксина и трийодтиронина), которые регулируют обмен веществ, рост и развитие организма, работу нервной и сердечно-сосудистой систем;

– адренокортикотропный гормон (АКТГ) влияет на кору надпочечников, усиливая синтез глюкокортикоидов (кортизола), минералокортикоидов (альдостерона) и андрогенов. Эти гормоны регулируют обмен углеводов, белков, жиров, водно-солевой баланс, участвуют в развитии адаптационных реакций при стрессе;

– гонадотропные гормоны (ФСГ и ЛГ) контролируют функции половых желез (яичников у женщин и семенников у мужчин), стимулируя выработку половых гормонов (эстрогенов, прогестерона, тестостерона) и созревание половых клеток. Они играют ключевую роль в развитии и поддержании репродуктивной функции;

– соматотропный гормон (СТГ или гормон роста) регулирует процессы роста и развития организма, особенно в детском и подростковом возрасте, а также влияет на обмен белков, жиров и углеводов;

– пролактин стимулирует рост молочных желез и продукцию молока у женщин, участвует в регуляции репродуктивной и иммунной систем.

Кроме того, передняя доля гипофиза продуцирует меланоцитстимулирующий гормон (МСГ), липотропины и эндорфины, которые участвуют в регуляции пигментного обмена, жирового обмена и болевой чувствительности соответственно.

Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз) накапливает и секретирует в кровь гормоны, вырабатываемые в гипоталамусе;

– вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ) регулирует водный баланс организма, усиливая реабсорбцию воды в почечных канальцах и повышая концентрацию мочи. Он также вызывает сужение сосудов и повышение артериального давления;

– окситоцин стимулирует сокращения матки при родах и выделение молока при кормлении, участвует в формировании эмоциональных связей между матерью и ребенком, а также в развитии социального и полового поведения.

Помимо контроля гипофиза, гипоталамус напрямую регулирует некоторые эндокринные функции. Например, он влияет на работу поджелудочной железы, стимулируя секрецию инсулина и глюкагона и участвуя в регуляции углеводного обмена. Гипоталамус также взаимодействует с корой надпочечников, модулируя секрецию кортизола в ответ на стрессовые воздействия.

Еще одна важная эндокринная структура мозга – эпифиз, или шишковидная железа. Он расположен в эпиталамусе и тесно связан с гипоталамусом. Основная функция эпифиза – выработка гормона мелатонина из аминокислоты триптофана. Мелатонин регулирует циркадные ритмы организма (цикл сон-бодрствование), влияет на репродуктивную функцию, иммунитет и процессы старения. Секреция мелатонина зависит от освещенности и подчиняется суточным ритмам: она максимальна ночью и минимальна днем. Нарушения выработки мелатонина могут приводить к расстройствам сна, десинхронозу и другим проблемам.

Не удивляет, что многие отделы мозга сами являются мишенями для действия гормонов. В различных структурах ЦНС обнаружены рецепторы к половым гормонам (эстрогенам, прогестерону, андрогенам), гормонам щитовидной железы, глюкокортикоидам, инсулину и многим другим. Через эти рецепторы гормоны модулируют нейрональную активность, влияют на настроение, поведение, когнитивные функции, память и обучение.

Например, эстрогены и прогестерон оказывают нейропротекторное действие, стимулируют рост нейронов и образование новых синапсов, улучшают память и способность к обучению. Андрогены влияют на половое созревание мозга и формирование полоспецифичного поведения. Гормоны щитовидной железы необходимы для нормального развития мозга в раннем онтогенезе (если их недостаточно, развивается кретинизм), а у взрослых поддерживают когнитивные функции и психоэмоциональное состояние. Глюкокортикоиды участвуют в формировании памяти, особенно связанной со стрессовыми событиями, но их избыток может вызывать повреждение гиппокампа и нарушения памяти. Инсулин, помимо регуляции углеводного обмена, влияет на пищевое поведение, эмоции и когнитивные процессы.

Эти сложные взаимодействия между нервной и эндокринной системами обеспечивают тонкую регуляцию всех функций организма в зависимости от меняющихся условий внешней и внутренней среды. Они позволяют мозгу получать информацию о состоянии организма, реагировать на эти сигналы и посылать соответствующие команды эндокринным железам и другим органам для поддержания гомеостаза.

Нарушения в работе нейроэндокринной системы могут приводить к различным расстройствам – как гормональным, так и неврологическим и психическим. Например, опухоли или повреждения гипоталамуса и гипофиза вызывают целый спектр эндокринных нарушений – от гормональной недостаточности до гиперфункции разных эндокринных желез. Дисфункция щитовидной железы может вызывать когнитивные и психические расстройства. Избыток глюкокортикоидов при болезни Кушинга или длительном лечении кортикостероидами приводит к депрессии, тревожности, нарушениям памяти. С другой стороны, многие неврологические и психические заболевания (депрессия, тревожные расстройства, шизофрения, болезнь Альцгеймера) сопровождаются теми или иными гормональными нарушениями. Поэтому так важно поддерживать здоровье нейроэндокринной системы. Своевременная диагностика и лечение эндокринных и неврологических заболеваний также крайне важны для предотвращения серьезных последствий и сохранения качества жизни.

Современная нейроэндокринология – активно развивающаяся область науки, которая изучает механизмы взаимодействия нервной и эндокринной систем на молекулярном, клеточном и системном уровнях. Новые методы исследования, такие как функциональная нейровизуализация, оптогенетика, транскриптомный и протеомный анализ, позволяют все глубже проникать в тайны работы мозга и гормонов. Эти знания открывают новые возможности для разработки более эффективных методов диагностики, лечения и профилактики нейроэндокринных расстройств.

Мозг и эндокринная система – сложнейший нейрогормональный ансамбль, в котором каждый элемент играет свою незаменимую партию.

Слаженная работа мозга и эндокринной системы обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма, адаптацию к внешним воздействиям, развитие и репродукцию. Поэтому так важно беречь и поддерживать здоровье мозга и эндокринной системы на протяжении всей жизни. Ведь от них зависит не только физическое самочувствие, но и эмоциональное состояние, интеллект, творческий потенциал – все то, что делает нас людьми.

Когнитивные способности

Несмотря на интенсивные поиски, до сих пор не было выявлено никаких анатомических или физиологических свойств, которые качественно отличали бы человеческий мозг от мозга приматов и других млекопитающих, за исключением, очевидно, области речи Брока. Все упомянутые до сих пор отличия мозга человека носят количественный, а не качественный характер.

Только человеческий язык представляет собой качественный шаг вперед. Эволюция языка была комплексной. Можно предположить, что тип интеллекта, обнаруженный у человекообразных обезьян и (по косвенным палеоархеологическим свидетельствам) у прямых предков современных людей, был значительно усилен синтаксически-грамматическим языком, который, как предполагается, развился у людей современного типа 80 000–160 000 лет назад параллельно с самыми ранними археологическими свидетельствами символической культуры.

Если подумать, наш мозг – настоящий супергерой, наделенный комплектом суперспособностей, которые помогают нам познавать мир, общаться и решать разные задачи.

Первая суперспособность – Восприятие.

Восприятие – это процесс сбора и обработки информации об окружающем мире. Каждый день в мозг поступают миллионы «посылок» с данными от органов чувств – глаз, ушей, носа, языка, кожи. И мозг, как главный почтальон, должен распаковать эти посылки, рассортировать их содержимое и сложить из него целостную картину реальности.

Процесс восприятия начинается с рецепторов в разных частях тела – специальных датчиков, которые улавливают сигналы из внешней или внутренней среды и преобразуют их в электрические импульсы. Это как сканеры, которые считывают штрих-коды на посылках и определяют их содержимое – свет, звук, запах, вкус, прикосновение.

Дальше эти импульсы по нервным волокнам, как по конвейерным лентам, поступают в соответствующие зоны коры больших полушарий. Там они обрабатываются специализированными нейронами – экспертами по зрению, слуху, осязанию и другим модальностям. Эти «эксперты» распаковывают «посылки», анализируют их содержимое и пытаются распознать знакомые образы и паттерны.

Но восприятие – это не просто пассивный прием информации, а активный процесс построения внутренней модели мира. Мозг не просто фотографирует реальность, а достраивает ее на основе прошлого опыта, ожиданий и контекста. Он додумывает недостающие детали, фильтрует шумы и помехи, ищет знакомые объекты и связи между ними. Так из разрозненных кусочков складывается целостная мозаика Восприятия. Например, когда мы слышим неполную фразу, мозг автоматически подставляет подходящее по смыслу слово. Или, когда мы видим неоднозначное изображение или текст с орфографическими ошибками, мозг выбирает ту интерпретацию, которая лучше согласуется с контекстом и опытом.

В этом процессе участвуют не только сенсорные, но и ассоциативные зоны коры, а также подкорковые структуры – таламус, гиппокамп, миндалина и другие. Они сверяют поступающую информацию с базой данных памяти, оценивают ее эмоциональную значимость, привлекают внимание к важным деталям. Это диспетчерская мозга, которая координирует работу всех отделов «адресной службы» и следит за тем, чтобы «почта» доставлялась по назначению.

Так что Восприятие – это не пассивное «зеркало» мира, а активный диалог между мозгом и реальностью. Поэтому каждый из нас видит эту реальность по-своему – через призму своих знаний, ценностей, настроений. Мы не просто получаем информацию, а фактически создаем ее в своем сознании, как художник пишет картину на холсте.

Конечно, иногда восприятие может давать сбои – мы можем видеть или слышать то, чего нет, или не замечать то, что есть. Но в целом мозг – удивительно продуктивный почтальон, который каждый день доставляет нам миллионы открыток и складывает из них удивительный, красочный, многогранный мир. И мы можем помочь ему в этой работе – быть внимательными, любознательными, открытыми новому опыту. Ведь чем больше посылок мы распакуем – тем богаче и интереснее будет наша жизнь!

Вторая суперспособность – Внимание. Оно как прожектор, который высвечивает важное и интересное вокруг нас. Мы можем сосредоточиться на чем-то одном, быстро переключаться между делами или даже следить за несколькими вещами сразу.

Задача внимания – выбрать из информационного шума то, что действительно важно и нужно в данный момент. Оно усиливает сигналы от нужных нейронов и приглушает фоновую активность, как музыкант выделяет мелодию и контролирует громкость аккомпанемента.

У внимания есть несколько режимов работы.

Непроизвольное внимание – это «автопилот» мозга. Оно срабатывает автоматически на все новое, необычное, яркое или потенциально опасное. Например, когда в тихой комнате вдруг раздается громкий звук, внимание мгновенно переключается на него, даже если мы были заняты чем-то другим. Это эволюционно древний механизм, который помогал нашим предкам выживать в дикой природе и быстро реагировать на угрозы.

Произвольное внимание – это «ручное управление». Оно включается, когда мы сознательно выбираем, на чем сосредоточиться, и удерживаем фокус на этом объекте или задаче, несмотря на помехи и усталость. Например, когда читаем сложный текст, решаем задачу или слушаем лекцию. Произвольное внимание требует усилий и мотивации, но именно оно делает нас разумными и позволяет эффективно управлять своей жизнью.

Разделенное внимание – это внимание, направленное на несколько объектов сразу. Например, когда мы едем за рулем и одновременно разговариваем с пассажиром, или когда мы готовим ужин и параллельно слушаем музыку. Мозг может быстро переключаться между разными задачами, но качество выполнения каждой из них при этом снижается.

Внимание – это сложная система из многих областей мозга, которые работают вместе. В этом оркестре есть свои солисты: префронтальная кора отвечает за контроль и планирование, теменная доля – за пространственное внимание, таламус – за фильтрацию информации, ретикулярная формация – за общий уровень бодрствования. Каждый из них является главным голосом в своей секции оркестра, но вместе они создают единую музыку внимания.

Наше внимание не безгранично – у него есть свой лимит и свои капризы. Мы не можем концентрироваться на чем-то очень долго без перерыва, внимание легко переключается на что-то более интересное или приятное, а иногда мы вообще выпадаем из реальности и погружаемся в мысли и фантазии. Но это нормально – наш мозг не машина и нуждается в отдыхе, вдохновении и разнообразии.

Будем внимательны к своему вниманию! Развивать его, беречь, направлять на то, что действительно важно и ценно. Хорошо быть дирижерами – не слепо следовать за каждым импульсом и раздражителем в потоке ненужной информации, а выбирать свою музыку и свой ритм жизни, нацеленный на поддержание душевного равновесия и здоровья. И тогда наш ментальный «оркестр» будет играть слаженно, красиво и вдохновенно, как лучший симфонический коллектив мира!

Третья суперсила – Память. Это личная копилка знаний и впечатлений. Кратковременная память помогает ненадолго удержать в голове номер телефона или список покупок, а долговременная память хранит все, что мы знаем и умеем – от собственного имени до правил игры в шахматы.

Память помогает нам взаимодействовать с окружающей средой: определенным образом реагировать в похожих ситуациях, узнавать знакомые лица или предметы, учиться, запоминать повторяющиеся стимулы. Долговременные воспоминания делятся на две группы: процедурные и декларативные. Процедурная память хранит навыки – определенные действия, которым мы обучаемся, практикуясь. Например, езда на велосипеде или письмо. Декларативная память хранит воспоминания. Значения и понятия сохраняются в семантических воспоминаниях. Это могут быть факты, даты, определения и изученные концепции. Кроме того, к декларативной памяти относятся эпизодические воспоминания, которые отражают события, которые человек пережил, например, особый день рождения или день свадьбы.

Мозг функционирует через сетевые синаптические взаимодействия одних нейронов с другими. Хотя данные несколько противоречивы, один нейрон мозга в среднем связан с 20 000 других. Нейроны кооперируются во множество областей и сетей. Отдельные области как правило участвуют более чем в одной сети. Значительная часть сетей постоянно активна.

В 1960-х годах было открыто явление долговременной потенциации – когда два нейрона повторно и одновременно активируются, сила связи между этими клетками усиливается. По всей видимости, это и является основой синаптической пластичности и того, как нейроны хранят и извлекают декларативные и процедурные воспоминания. Укрепление связей между нейронами помогает нам при распознавании мест, где мы были раньше, узнавании лиц людей, с которыми мы встречались, и информации, которую мы заучили.