Текст книги "Как устроен мозг. Детская энциклопедия"

Максим Калтыгин
Как устроен мозг. Детская энциклопедия

Научный редактор Ксения Пахорукова

Серия «Чевостик»

Публикуется впервые

Калтыгин, Максим

Как устроен мозг. Детская энциклопедия / Максим Калтыгин; науч. ред. Ксения Пахорукова; ил. Марины Байковой. – Москва: МИФ, 2024. – (Чевостик).

ISBN 978-5-00214-795-3

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

© ИП Томисонец Д. А., брендбук, 2024

© Оформление. ООО «Манн, Иванов и Фербер», 2024

* * *

Давайте знакомиться!

Здравствуйте, ребята! Меня зовут Чевостик. Я живу на книжной полке в библиотеке у дяди Кузи. Не удивляйтесь: я небольшого роста, а нижняя полка в книжном шкафу дяди Кузи очень высокая и просторная, поэтому мне на ней хорошо и удобно. Какой я? Похож на обыкновенного мальчишку, волосы рыжие, характер весёлый. Дядя Кузя в шутку зовёт меня Чевочкой с хвостиком. Но никакого хвоста у меня нет, зато есть ушки на макушке. Больше всего на свете я люблю узнавать новое, поэтому всё время задаю дяде Кузе всякие вопросы. О чём бы я ни спросил, он всё знает и мне рассказывает. Это потому, что дядя Кузя очень умный. Он прочитал много-много разных книг. А ещё мы с ним любим путешествовать! В путешествиях нам помогает времяскок. Это такой прибор, его дядя Кузя изобрёл. Набираешь на времяскоке место и время, куда хочешь попасть, раз, два – и уже там! Сегодня мы наверняка тоже куда-нибудь отправимся!

Путешествие начинается!

– Доброе утро, Чевостик!

– Доброе утро, дядя Кузя! Стоп! Разве уже утро? Я вчера не заметил, как уснул.

– Вижу, ты читал допоздна и, наверное, так устал, что твой мозг решил: пора спать.

– Как это он сам решил? Не спросив меня?

– Чевостик, наш мозг многое делает сам. Ты не думаешь, как дышать или ходить, – ты просто дышишь и ходишь, верно? И как работают твои сердце или желудок, ты тоже не знаешь: это происходит автоматически.

Автоматически

Так наше тело реагирует на команды спинного мозга, без раздумий.

– Удивительно, дядя Кузя, но ты прав! Вот я сижу сейчас на моей любимой полке, болтаю ногами и не думаю: «Сначала согну левую, потом распрямлю её, а теперь согну правую и тоже распрямлю», я просто машу ногами. А что ещё мы делаем автоматически?

– Очень многое! Например, держим равновесие, перевариваем еду, отдёргиваем руку от огня или колючки. Наши зрачки сужаются при ярком свете – это происходит само собой, без мысленного приказа: «Зрачки, сужайтесь!»

– Но ведь такие приказы кто-то нашему телу отдаёт?

– Их отдаёт твой мозг – а тело выполняет. Таких приказов тысячи в секунду, и природа устроила так, чтобы мы не обращали на них внимания. Ведь для того, чтобы мы жили, дышали, двигались, улыбались, миллионы мелких дел в нашем теле должны происходить одновременно и очень быстро.

– Это удобно – не думать о такой куче дел! Но как же загружен мой бедный мозг! Как он со всем справляется?

– Наш мозг очень сложно устроен, и потом у него есть помощники.

– Дядя Кузя, я хочу узнать об этом побольше! Что это за помощники, и из чего сделан наш мозг, и как он работает.

– Мозг человека не всегда был таким совершенным, когда-то он был проще, как мозг животных например. Но за миллионы лет он постепенно стал гораздо мощнее, быстрее и сложнее. Он эволюционировал!

Эволюция

Развитие живых существ от простых к сложным.

– А как всё устроено там, в голове?

– Это вопрос, которым задаются нейробиологи – учёные, врачи и специалисты, исследующие мозг. Давай-ка заглянем в одну из научных лабораторий и посмотрим, что там происходит.

– Давай, дядя Кузя!

– Настраиваю времяскок: лаборатория по изучению мозга, наши дни.

Задание

Потренируем твою память! Закрой глаза и назови 10 предметов, которые тебя окружают. Не открывая глаз, расскажи подробно, какого они цвета и размера, из чего сделаны, где стоят, можно ли взять их в руки, сдвинуть или унести. Открой глаза и сравни – удалось ли тебе точно описать предметы?

Два мозга. За что поставили памятник мышке

– Сколько здесь разных приборов, колбочек и пробирок, дядя Кузя! Лампочки светятся, циферблаты горят, учёные смотрят в микроскопы и работают на компьютерах. Сразу видно: работы у них много.

– Да, Чевостик, им есть что исследовать, ведь в нашем теле не один мозг, а целых два…

– Как два? Разве тот, что в голове, не единственный? Он же так и называется: головной мозг!

– Головной мозг работает не один, Чевостик! Ему помогает спинной мозг, который находится в позвоночнике: от спинного мозга отходит целая система нервов, пронизывающая всё твоё тело, и вместе они образуют нервную систему человека.

Нервная система

Головной мозг + спинной мозг + нервы-отростки.

– И спинной мозг тоже думает?

– Нет, он отвечает за автоматические движения, попозже я расскажу тебе о них подробно. А думает и анализирует окружающий мир только головной мозг, ему помогают в этом органы чувств: наши глаза, уши, нос, язык и даже кожа!

– Как они ему помогают?

– Глаза передают в мозг изображение, уши ловят звуки, нос – запахи, рецепторы – чувствительные клетки на коже – сигнализируют, тепло тебе или холодно, язык распознаёт вкусы. Из этих сигналов в мозгу складывается картина окружающего мира. Ты понимаешь, где ты, какое время суток, тепло сейчас или холодно, что ты ешь и т. д.

– Так вот какие у мозга помощники! Ой, смотри-смотри, дядя Кузя: коробка с мышами!

– Эти белые мыши, Чевостик, не простые, а лабораторные: они участвуют в экспериментах. Мозг мышей очень похож на наш, белые мыши сообразительные и помогают учёным в продвижении науки.

Лаборатория

Место, где проводят исследования и ставят научные опыты.

– Как помогают – смотрят в микроскопы?

– Нет, они не настолько умны! Мышь, например, сажают в лабиринт и отмечают, как быстро она найдёт выход. Затем лабиринт усложняют всё больше и больше и наблюдают, как она учится и запоминает информацию.

– Мыши – молодцы!

– Они так много сделали для науки, Чевостик, что в Новосибирске поставили памятник лабораторной мышке. Он находится в сквере Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук.

– Вот это да! Было бы здорово его увидеть! Но сейчас мне очень хочется узнать, как наш головной мозг выглядит.

– Посмотри: на мониторе светится изображение мозга человека. Он серовато-розового цвета, разделён на две половины: левое и правое полушария. Левое управляет правой половиной твоего тела, а правое – левой.

– Как сложно…

– Да, сложновато. Почему природа устроила так, мы не знаем, но знаем, что правое полушарие отвечает за творчество. Если оно чуть активнее левого, человек здорово фантазирует, рисует, пишет книги или сочиняет музыку.

– А левое?

– А левое отвечает за логику и построение систем. Если оно ведущее, человек быстро решает примеры, легко ориентируется в схемах и чертежах. Например, в метро «левополушарный» человек быстро прочитает карту и поймёт, как доехать от одной станции до другой. А «правополушарный» обратит внимание, как украшена станция, и легко запомнит её цвет и детали архитектуры.

– Форма мозга кажется мне такой знакомой, дядя Кузя… Где-то я её уже видел…

– Вспоминай, вспоминай!

– Точно! Мозг похож на грецкий орех без скорлупы. Ну надо же!

– Верно, Чевостик, мозг очень похож на большой грецкий орех. Древние даже думали, что, съев много грецких орехов, можно поумнеть. На ощупь наш мозг не такой твёрдый, как орех, он похож скорее на плотное желе.

– Брр… А сколько он весит?

– Учёные давно знали, что мозг взрослого человека весит около полутора килограммов. Примерно столько же весит средний ноутбук, но наш мозг хранит больше информации, чем тысяча компьютеров, представляешь?

Извилины

Выступы, которые создают «морщинистую» поверхность головного мозга.

– Нет, дядя Кузя, в это совершенно невозможно поверить! Получается, у нас в голове есть полтора килограмма похожего на грецкий орех серо-розового желе, которое выполняет тысячу дел одновременно! И оно знает больше, чем все компьютеры в этой комнате, а здесь их штук двадцать.

– Не только больше всех компьютеров в этой комнате, но больше тысячи таких же, Чевостик.

– Поразительно! Как мозг это делает?

– Это и стараются узнать учёные, которые здесь работают. Проводят тесты, сканируют мозг, ставят опыты. Например, они выяснили, что в мозгу человека есть целая область, которая отвечает за наше передвижение в пространстве.

– Как это?

– У тебя в телефоне ведь есть навигатор. Многие пользуются такими, чтобы найти дорогу в магазин или в кино. Нейробиологи выяснили, что в нашем мозге есть специальные клетки – навигаторы. Одни составляют карту местности, другие определяют, где мы находимся, третьи рассчитывают расстояние. А когда они работают вместе, даже первоклассник быстро сообразит, как дойти из школы домой, а ещё зайти по пути в магазин за булочкой с маком и не потеряться.

– Но ведь поначалу его в школу отводит мама или папа. Или бабушка! Он просто запомнит дорогу.

– Запомнит. Но взрослому не придётся при этом говорить: «От этого дерева пройди 200 метров и поверни направо, пройди ещё 300 метров и поверни налево…» – клетки-навигаторы сами запомнят метки на пути и измерят расстояние.

– Получается, мы запоминаем новые места, но никто специально не учит нас в них ориентироваться: в комнате, в доме или в городе. Мы это умеем сами благодаря клеткам-навигаторам?

– Да, ты всё верно понял, Чевостик. Когда мы что-то умеем от рождения, это называется врождённой способностью. Нейробиологи Джон О’Киф, Мэй-Бритт Мозер и Эдвард Мозер открыли клетки-навигаторы и получили за это в 2014 году Нобелевскую премию – высшую награду в науке!

– Учёные – молодцы! Что ещё они знают о мозге?

– Многое! Например, то, каким был наш мозг много миллионов лет назад! Давай-ка заглянем в археологический музей – там мы узнаем, какой большой путь прошёл наш мозг, чтобы стать таким, как сейчас.

– Постой-постой, дядя Кузя! Кажется, я знаю, кем хочу стать, когда вырасту: учёным-нейробиологом. Они делают важные открытия!

– Конечно, ты можешь стать кем захочешь, главное – научиться, а в этом тебе поможет мозг. Ведь учиться – его главная задача, он делает это всю жизнь. Ну, настраиваю времяскок: археологический музей.

Задание

Нарисуй карту своего пути от дома до школы, как будто смотришь на свой район сверху. Отметь на карте сам путь, добавь квадратики и прямоугольники домов и магазинов, нарисуй остановки транспорта, детские площадки и скверы. Когда карта будет готова, слепи из пластилина пирамидки-деревья, себя и родителей и расставь на карте!

Детство человечества. Как рос и менялся наш мозг

– Ар-хе-о-ло-ги-чес-кий музей! Уф, какое длинное слово, я прямо вспотел, пока читал табличку. Дядя Кузя, я никогда не бывал в таких музеях, что это за место?

– Давай для начала оглядимся, Чевостик. Что ты видишь?

– Здесь нет портретов или мраморных статуй, как обычно в художественных музеях. Зато много каких-то камней, книг с непонятными буквами, старинного оружия, масок, и ещё здесь чучела!

– Это музей истории человечества. Учёные-археологи изучают очень древние времена, то, что происходило на Земле тысячи и даже миллионы лет назад.

– Когда ещё жили динозавры?

– Нет, человек появился, когда динозавров на планете уже не было. Археологов интересует не вся жизнь на Земле, а именно жизнь человека. Обрати внимание: вот фигура нашего далёкого-далёкого предка. Давай-ка рассмотрим его поближе.

– Ну и физиономия, дядя Кузя! Он же совсем не похож на тебя или на меня: страшненький какой-то, волосатый. А какие зубищи! А какой маленький лоб: волосы растут прямо от бровей. Да он совсем как обезьяна!

АВСТРАЛОПИТЕК

– Да, по одной из версий, у человека и обезьяны был общий предок. Это фигура-реконструкция, Чевостик.

– Что-что?

– Там, где когда-то жили наши люди, археологи находят останки и предметы – утварь, украшения, оружие. Они лежат в земле, под слоем почвы. В жаркой Африке выкопали множество черепов австралопитеков – наших далёких предков, живших миллионы лет назад. Учёные рассмотрели останки и сделали статую – воссоздали то, как выглядел наш предок. А вот картина-реконструкция, на ней австралопитеков много.

– Они все волосатые, без одежды, сидят на корточках и грызут какие-то корешки. В руках у них камни. Нет, совсем они на нас не похожи!

ПИТЕКАНТРОП

– Не торопись, будут похожи. Посмотри на следующую картину: что думаешь про этого предка?

– Ну-у-у, у него уже лицо посимпатичнее. Челюсти не такие страшные, и лоб побольше. Он одет в шкуры и держит в одной руке факел, а в другой – копьё. И что это у него за спиной – кажется, хижина?

НЕАНДЕРТАЛЕЦ

– Точно. Это неандерталец, они жили поближе к нам: сто тридцать тысяч лет назад. Как видишь, уже не просто жевали сырые корешки, а готовили еду на огне. И ещё умели строить жилище, делать оружие, охотиться. И ты верно заметил: челюсти у них меньше, чем у австралопитеков, а лоб – больше. Догадываешься почему?

– Раз наши предки научились готовить мягкую, горячую еду, её было легче грызть. Зачем им тогда сильные челюсти, верно?

– Молодец, Чевостик! Челюсти становились всё меньше, а места в черепе для мозга – всё больше. И мозг начал…

– Расти! Он начал расти! Вот почему у неандертальца лоб больше!

– Умница, Чевостик! Твой мозг быстро соображает! Мозг человека прошёл огромный путь: за два миллиона лет он увеличился в два раза. А теперь посмотри сюда…

СОВРЕМЕННЫЙ ЧЕЛОВЕК

– Ой, дядя Кузя, это же зеркало. И в нём мы с тобой. Какой я лохматый, что же ты мне не сказал! Хожу по музею таким неряхой!

– Видишь, нам, в отличие от неандертальцев, уже важно не только выживание – еда, тепло и безопасность, – но и то, как мы выглядим. Наш мозг развился настолько сильно, что мы начали понимать красоту. Хотя древний человек тоже был не чужд красоте: во Франции и Испании нашли пещеры, в которых люди тысячи лет назад искусно рисовали животных, орнаменты, оставляли отпечатки рук.

– Ну ты сравнил, дядя Кузя! Какие-то рисунки в пещерах и то, что мы сейчас умеем. Нет-нет, сейчас люди могут гораздо больше. Мы летаем в космос, открываем лекарства, придумали компьютеры и Интернет!

– И для этого нашему мозгу пришлось расти и долго учиться, Чевостик. Видишь, какой у тебя высокий, широкий лоб, аккуратный рот, шерсти на теле нет, и ходишь ты прямо, не опираясь на руки. Человек эволюционировал, то есть учился, запоминал, что для жизни хорошо, а что – плохо, изобретал полезные предметы и передавал детям свои знания.

– Получается, всё человечество, все наши далекие предки постоянно учились?

– Конечно!

– Так, дядя Кузя, у меня вопрос: раз человечество стало таким умным, почему мы рождаемся глупыми и беспомощными? Получается, человечество знает много, а малыш – ничего?

– Отличные вопросы, Чевостик! Я уменьшу нас и отвечу тебе на них в детском саду…

– Знаешь, думаю, я лучше стану археологом, когда вырасту. Буду ездить по всему миру и искать древности – это же целое приключение!

– Археолог – тоже отличная профессия, Чевостик, почему бы и нет. Ты готов? Настраиваю времяскок: детский сад.

Задание

Предложи родителям или друзьям поиграть: один из вас выбирает предмет и описывает его так, словно не видит. Нельзя говорить «он красный» или «он сделан из дерева». Можно говорить «он тёплый / холодный / тяжёлый / шероховатый / округлый / острый / хрупкий / и т. д.». Второй участник игры должен догадаться, о чём идёт речь. Потом вы меняетесь ролями.

Что умеет ребёнок. И что умеет взрослый

– Ой-ой-ой, дядя Кузя, берегись! В нас летит огромная соска!

– Скорее, спрячемся за кубиками, Чевостик!

– Уф, еле увернулись… Как здесь шумно, сколько малышей! Одни ползают, другие играют, третьи смотрят книжки. А один – смотри-смотри! – собирает пирамидку.

– Это ясли, Чевостик. Здесь проводят время малыши полутора-двух лет, пока родители на работе. Мальчик с пирамидкой увидел эту игру здесь и научился в неё играть.

– Что тут учиться-то? Берёшь и нанизываешь диски на палочку! Легкотня!

– Конечно, тебе это легко, ведь ты гораздо старше. Но для мозга малыша это труднейшая задача. Ведь нужно запомнить цвет и форму всех дисков, их последовательность. Потом точно насадить их на палочку, а это ох как трудно, если пальцы ещё не очень хорошо тебя слушаются.

– Да-а-а, вон та девочка собирает дом из кубиков, она даже язык высунула от напряжения.

– Дело в том, что связи между мозгом и телом – руками и ногами – у малышей ещё слабо развиты. Поэтому они кажутся такими неуклюжими и медлительными. Но со временем тело слушается мозга всё лучше и лучше, и человек становится быстрым и ловким.

– Что это за связи, дядя Кузя?

– Помнишь, я говорил, что от мозга по всему телу расходятся ниточки нервов? Именно они связывают наши ноги, руки, пальцы, глаза и другие части тела с мозгом. По ним, как по проводам, бегут от мозга импульсы-команды.

– Хм… хм… А есть и пить дети тоже учатся в яслях?

– Глотать и жевать нам учиться не нужно. Все мы появляемся на свет с набором базовых умений: новорождённые умеют дышать, чихать, сосать, хватать. Это врождённые навыки, или безусловные рефлексы. Всё, чему мы учимся дальше, – приобретённые навыки, или условные рефлексы. Например, есть ложкой, сидя за столом, дети учатся, подражая родителям.

– А кажется, что малыши ничего не умеют: в первые месяцы они только лежат и пускают пузыри.

– На самом деле в первый год жизни мозг растёт и работает очень активно: ребёнок усваивает много информации. Например, он узнаёт лица мамы и папы и отличает их от чужих, запоминает своё имя, любимые игрушки, части своего тела, первые звуки и слоги.

– Да-да, вон тот мальчик говорит «ту-ту», играя с паровозиком.

– Он учится говорить. Интересно, что малыши во всех странах произносят одинаковые первые звуки: «а», «о», «у», гулят. И постепенно начинают говорить на своём языке.

– Как наш мозг понимает, какие слова нужно произносить?

– Посмотри на ту девочку: она внимательно слушает всех вокруг – воспитательницу, няню, других детей. И старается им подражать: так же складывает губы, произносит похожие звуки.

– Но у неё пока не очень получается…

– Никто не делает что-то идеально с первого раза. Сначала мы пробуем, ошибаемся, но постепенно осваиваем навык. Малышка будет повторять слоги каждый день и добавлять к ним новые, потом сложит их в слова, слова – в предложения. И через год будет болтать так, что не остановишь!

Эмоция

Психический процесс, который отражает отношение человека к тому, что происходит в окружающем его мире.

– Дядя Кузя, как наш мозг понимает, что нужно делать, а что – нет? Ведь вокруг столько предметов, людей, животных, и всё малышу интересно, всё хочется потрогать.

– В этом мозгу помогают эмоции, Чевостик. Видишь, девочка протянула няне кубик, на котором нарисован кот, и сказала: «Ки-са». Няня улыбнулась в ответ и погладила её по голове – малышка тоже улыбнулась и повторила: «Ки-са».

– Она радуется, и ей приятно.

– Верно. Когда мы делаем что-то, от чего нам радостно или весело, мозг запоминает это лучше и старается повторить.

– Смотри-смотри, дядя Кузя, мальчик обрывает листики у цветка. Ну, сейчас ему попадёт.

– Да, няня остановила его, поставила растение повыше и объясняет, что так делать нельзя. Малыш покраснел, он запомнит, что было некомфортно, и больше не станет обрывать цветы. Его мозг записал это действие как плохое. Если что-то вызывает неловкость, страх, гнев или обиду, мы избегаем таких ситуаций.

– Получается, мы стараемся делать то, что нам приятно, и не делать неприятного?

– Да, Чевостик. Эмоции подсказывают мозгу, что хорошо и что плохо, а он заботится о том, чтобы нам почаще было приятно и весело. Так учится мозг, а мы учимся говорить, писать, рисовать, дружить, быть вежливыми, аккуратными, держать слово и помогать друг другу.

– Но почему мы не рождаемся сразу умными, всё-всё умеющими, дядя Кузя?

– Дело в том, что знаний о мире очень-очень много, Чевостик, и все они нам просто не нужны. Например, на Земле почти три тысячи разных языков. Представляешь, как был бы перегружен наш бедный мозг, если бы все они были «записаны» в нашей памяти при рождении?

– Столько нам знать не нужно, не-е-ет.

– Мы рождаемся с небольшим набором врождённых умений, а под влиянием среды – родителей, друзей, учителей – учим родной язык, обычаи своей страны, семейные традиции.

– В разных странах они разные!

– Точно, Чевостик. Люди учатся разному и по-разному, накапливают опыт и становятся уникальными личностями. Каждому человеку нужно пройти свой путь, чтобы отличаться от других.

СКОРОСТЬ РАЗВИТИЯ МОЗГА

– Жалко только, что этот путь занимает столько времени. В школу нужно ходить целых одиннадцать лет, а потом ещё и в институт…

– Наш мозг такой сложный, а знаний так много, что детство у человека действительно очень-очень длинное: до шестнадцати лет мы дети. Например, собака живёт в среднем двадцать лет, но взрослой она становится уже в год. Если бы люди развивались так же быстро, мы становились бы взрослыми в четыре года.

– В четыре года можно было бы водить машину? Вот смехота!

– Да уж. Собака с рождения знает почти всё нужное для собачьей жизни, а учится немногим сложным делам: охотиться, защищать территорию, отличать своих от чужих. Все человеческие умения, например водить машину, очень сложные, поэтому нам нужны развитый мозг и много времени на учёбу.

– Как же наш мозг столько запоминает? Ведь у нас в голове просто желе – у него нет ни блокнота, ни ручки, чтобы всё записать.

– Это совсем не простое желе, Чевостик. Чтобы понять, как работают память и мышление, давай-ка отправимся в школу!

– Давай, дядя Кузя! Наверное, нам нужно на урок биологии или анатомии, где изучают тело человека?

– А вот и нет! Пусть это будет сюрприз для тебя!

– Как интересно! А я, дядя Кузя, решил работать в детском саду, когда вырасту. Ведь так важно, чтобы кто-то заботился о малышах и учил их!

– Отличная мысль, Чевостик! Настраиваю времяскок, школа.

Задание

Нашему мозгу нужно постоянно учиться! Найди в словаре двенадцать новых слов, таких, которые ты редко употребляешь или никогда не слышал. Выпиши их значения и каждую неделю пополняй свой «Словарик редких слов». Записывай в него те новые слова, что слышишь на уроках или встречаешь в книгах.