Текст книги "Мозг освобожденный. Как предотвратить перегрузки и использовать свой потенциал на полную мощь"

Сегодня у исследователей есть современные методы нейровизуализации (такие как магнитно-резонансная томография, компьютерная томография и др.), позволяющие наблюдать за активностью мозга живого человека. Раньше, когда такой возможности не было, ученые рассматривали головной мозг как машину, состоящую из отдельных частей, каждая из которых выполняет конкретную функцию. Естественно, они пытались определить, за что отвечает та или иная часть мозга. Например, 175 лет назад Поль-Пьер Брока обнаружил, что у людей, страдавших афазией (нарушением понимания и генерации речи), был поврежден конкретный участок коры головного мозга, который впоследствии был назван центром Брока.

После изобретения МРТ, и особенно метода функциональной МРТ, ученые смогли без помощи излучения и инъекций увидеть активность клеток головного мозга в режиме реального времени. Эти методы визуального исследования четко показали: головной мозг не состоит из отдельных частей, как машина. Он представляет собой сложнейшую взаимосвязанную систему огромного количества сетей и подсетей. У этой удивительной мозговой архитектуры есть одна общая черта с Всемирной паутиной: отсутствие центрального управляющего органа. Хотя, как я объясню чуть позже, в ней имеются сети высшего уровня, которые соединены между собой и оказывают влияние друг на друга. То, что раньше считалось автономными деталями, оказалось узлами (ядрами) сети, играющими роль коммутационных станций. При этом все эти бесчисленные сети и узлы оказались соединенными в единую систему{13}13
  Large-scale brain networks in affective and social neuroscience: towards an integrative functional architecture of the brain, Lisa Feldman Barrett, Ajay Bhaskar Satpute, Current Opinion in Neurobiology, Volume 23, Issue 3, June 2013, pp. 361–372.
  A functional architecture of the human brain: emerging insights from the science of emotion. K.A. Lindquist, T.D. Wager, H. Kober, E. Bliss-Moreau, L.F. Barrett. Trends in Cognitive Sciences, November 2012, Vol. 16, № 11 533.
  Clarify Brain Affective Processing Without Necessarily Clarifying Emotions.
  Peter Walla and Jaak Panksepp. Novel Frontiers of Advanced Neuroimaging 2013. Chapter 6.


[Закрыть]. Как мы увидим далее, одна из областей, где современные методы нейровизуализации произвели настоящую революцию, – это исследование эмоций.

В каком-то смысле эта сеть функционирует, как Всемирная паутина с ее огромным количеством соединений во всех направлениях. Однако способ ее работы носит не столько логический, сколько ассоциативный характер (более подробно об этом мы поговорим в разделе о памяти). Еще одно сходство с Мировой сетью: при нарушении одного из соединений в нашем головном мозге мы можем получать информацию через массу других.

Интересно: притом, что соединения постоянно изменяются, а сети перестраиваются, сами нервные клетки остаются неизменными. Шведский ученый Йонас Фризен открыл весьма нестандартный способ исследовать обновление клеток человека. Пометить их было невозможно. Но оказалось, что в 1950-е и 1960-е годы уже произошел «неумышленный» эксперимент по радиоактивному мечению клеток – когда проводились наземные испытания ядерного оружия. Измеряя остаточное радиоактивное излучение ядер различных клеток человеческого организма, исследователь смог определить возраст этих клеток и темпы их обновления. Фризен обнаружил, что все клетки нашего организма регулярно обновляются. Исключение составляют яйцеклетки в яичниках и… нейроны в головном мозге. Это не касается только части мозга, которая отвечает за долговременную память, – там происходит непрерывное обновление клеток. С возрастом производство новых клеток в этой зоне уменьшается, но никогда не прекращается{14}14
  Dynamics of Hippocampal Neurogenesis in Adult Humans, Kirsty L. Spalding, Olaf Bergmann, Kanar Alkass, Samuel Bernard, Mehran Salehpour, Hagen B. Huttner, Emil Boström, Isabelle Westerlund, Celine Vial, Bruce A. Buchholz, Göran Possnert, Deborah C. Mash, Henrik Druid, Jonas Frisén, Cell, Volume 153, Issue 6, 6 June 2013, pp. 1219–1227.


[Закрыть]. Здесь ежедневно образуется около 700 новых клеток и несколько тысяч соединений. Это много, но недостаточно для того, чтобы заменить все клетки, которые отбраковываются мозгом. Так что количество клеток в этой зоне постепенно уменьшается. Но благодаря надежности и высокой отказоустойчивости мозга, это не вызывает каких-либо проблем – при нормальном темпе процесса, конечно.

Сейчас вы узнаете и вовсе фантастическую вещь: наш мозг поддерживает двустороннюю связь с каждой из 50 трлн – 100 трлн клеток нашего организма. Он отвечает за поддержание жизнеспособности тела, приспосабливая его под постоянные изменения окружающей среды. Он делает это автономно, на «автопилоте». Нам не нужно думать, как бьется сердце, циркулирует кровь, переваривается еда в кишечнике. Телесный мозг управляет всем этим сложных «хозяйством» без нашего ведома. Он одновременно выполняет десятки тысяч задач посредством того, что ИТ-специалисты называют сверхсложными распределенными вычислениями. Это означает, что каждая клетка нашего тела функционирует как крошечный компьютер, который оказывает влияние на триллионы других компьютеров и сам находится под их влиянием. Вместе они параллельно осуществляют миллиарды операций, направляют друг друга и принимают решения в масштабах сложнейшей сети, работающей с поразительной скоростью. Этот телесный мозг охватывает через систему нервов все тело. Он управляет работой и делением клеток, оказывает влияние даже на гены в клетках. С другой стороны, клетки поддерживают с телесным мозгом постоянную обратную связь, что позволяет ему быстро адаптировать наш организм к изменяющимся условиям. Вся эта деятельность синхронизируется биологическими часами, о которых мы поговорим подробнее в главе о сне.

Телесный мозг регулирует деятельность всех клеток нашего организма при помощи трех систем:

• нервной системы – у нее сверхбыстрая реакция, потому что сообщения между нервными клетками передаются электрическими импульсами. Поэтому когда вам угрожает опасность, вы реагируете на нее – отпрыгиваете, уклоняетесь, заслоняетесь и т. п. – за считаные доли секунды;

• эндокринной системы – она реагирует медленнее, поскольку сообщения в клетки посылаются при помощи гормонов, выбрасываемых в кровоток;

• иммунной системы, которая представляет собой сложную систему защиты организма. Она координируют действия специальных иммунных клеток, чтобы защитить нас от врагов – внешних (болезнетворных микробов и вирусов) и внутренних (таких как раковые клетки).

Все эти три системы тесно взаимодействуют между собой. Все они связаны с центральным «коммутатором» гипоталамусом, где сходятся различные потоки информации. Это не только бессознательная информация, которую собирает телесный мозг для управления биологическими функциями нашего организма, но и сознательные наблюдения, эмоции, фантазии и мысли. Благодаря такому схождению каналов информации во время стрессовых ситуаций происходит каскад цепных реакций, которые позволяют нам почти мгновенно среагировать на опасность (подробнее об этом см. в главе о стрессе во второй части этой книги). Именно через этот «коммутатор» наш телесный мозг и наш когнитивный мозг взаимодействуют друг с другом. Наш мозг – один из органов тела. Следовательно, чтобы выполнять свои когнитивные функции, он должен хорошо функционировать как биологический орган. Когда вы болеете гриппом, то болеет гриппом все ваше тело, в том числе и мозг. И это, безусловно, сказывается на качестве его работы. С другой стороны, исследования в области психосоматики показывают: наши мысли также способны влиять на наше тело. Например, агрессивные мысли ускоряют сердцебиение и повышают кровяное давление.

Но и это еще не все. Вообще в нашем организме все очень сложно и интересно. Взять хотя бы то, что многие химические посредники (мессенджеры) играют роль во всех трех вышеуказанных системах: например, гормональные посредники могут действовать на нервную и иммунную системы. Оказалось, что некоторые специфические гормоны (которые, как считалось раньше, производятся только в головном мозге) также вырабатываются клетками иммунной и эндокринной системы. В результате стимуляция иммунной системы влияет не только на телесный, но и на мыслящий, когнитивный мозг. И наоборот: стимуляция мозга оказывает влияние на нашу иммунную систему!

Центральный коммутатор, к которому подключены все три системы, влияет и на эмоциональную систему, которая формирует базовые чувства (такие как голод, жажда, агрессия, страх, сексуальное влечение и т. д.) и определяет их влияние на наше поведение. В результате выстраивается прямая связь между нашими эмоциональными состояниями и реакциями иммунной системы.

Более того, многие химические посредники оказывают множественное действие на наш организм. Например, уже давно известно, что гормон окситоцин «отвечает» за сокращения мускулатуры матки у беременных женщин. Однако лишь недавно было установлено, что он также играет роль «гормона любви»: усиливая чувство доверия, привязанности к избраннику и стремление заботиться о нем. Эндорфины, которые вырабатываются в нашем мозге в стрессовых ситуациях и по своему химическому составу похожи на синтетический морфин, повышают нашу терпимость к боли и одновременно вызывают чувство эйфории. Это было весьма кстати для наших предков, которым приходилось бороться за выживание в дикой природе.

Основная причина такого сложного устройства нашего мозга – эволюция. Нервная система не была создана конкретно под хомо сапиенс в его законченном виде. Она развивалась на протяжении сотен миллионов лет. Более 500 млн лет назад уже существовала разновидность червя с симметричной нервной системой и зачатком головного мозга в виде одного нервного узла (ганглии). В процессе эволюции происходили бесчисленные случайные генетические мутации, и если какая-то из них увеличивала для живого существа шансы на выживание и продолжение рода, то она закреплялась в нервной системе и начинала развиваться. Однако эволюция редко отказывалась от того, что перестало быть ей нужным и полезным. Этим и объясняется чрезвычайная сложность нашей нервной системы с ее массой дублирующих и перекрывающих друг друга функций. И вот почему, несмотря на все попытки человечества изучить и понять головной мозг, он по-прежнему остается для нас тайной.

В довершение ко всему вот вам сенсация: наш мозг связан не только с каждой клеткой нашего тела, но и непосредственно, хотя и неосознанно подключен к мозгу других людей. Происходит это через органы чувств. Я понимаю, что это утверждение отдает мистикой, но это факт. Когда мы видим, как кто-то двигает рукой (особенно если эта рука делает что-то интересное для нас: например, берет вкусное печенье), в нашем головном мозге активизируются клетки, отвечающие за движение нашей руки. Это происходит, даже если наша рука остается неподвижной. Когда мы наблюдаем за проявлением некой эмоции у другого человека, у нас активизируются соответствующие клетки эмоциональной системы – как если бы мы сами испытывали это чувство. Клетки в головном мозге, которые возбуждаются при наблюдении за действием или состоянием другого живого существа, называются «зеркальными нейронами» (подробнее об этом мы поговорим в главе об эмоциональных реакциях и эмпатии).

Все эти научные открытия о головном мозге, доказывающие его сложнейшую сетевую структуру, дали рождение совершенно новой дисциплине – коннектомике. Она занимается картографированием и анализом архитектуры нейрональных связей{15}15
  Превосходный обзор нынешнего положения дел и последних открытий в этой области смотрите в недавнем выпуске (№ 80) журнала Neuroimage от 15 октября 2013 года, статья “Mapping the Connectome”.
  Introduction to the NeuroImage Special Issue “Mapping the Connectome”, Steve Smith, NeuroImage, Volume 80, 15 October 2013, p. 1.
  Functional interactions between intrinsic brain activity and behavior, Sepideh Sadaghiani, Andreas Kleinschmidt, NeuroImage, Volume 80, 15 October 2013, pp. 379–386.
  What we can and cannot tell about the wiring of the human brain, Richard E. Passingham, NeuroImage, Volume 80, 15 October 2013, pp. 14–17.
  Function in the human connectome: Task-fMRI and individual differences in behavior, Deanna M. Barch, and many others, NeuroImage, Volume 80, 15 October 2013, pp. 169–189.
  Dynamic functional connectivity: Promise, issues, and interpretations, Deanna M. Barch, and many others, NeuroImage, Volume 80, 15 October 2013, pp. 360–378.


[Закрыть]. Исследователи мечтают сделать в области исследований головного мозга то же самое, что сделали их коллеги, расшифровавшие генетический код. В рамках недавно начатого проекта «Коннектом человека» ученые планируют составить полное описание структуры связей в нервной системе человека.

Принимая во внимание все вышесказанное, оцените, насколько колоссальную и ошеломительную по своей сложности задачу поставил перед учеными президент Обама в запущенной по его инициативе программе BRAIN (Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies, в переводе – «Исследование мозга через развитие инновационных нейротехнологий»), которую также называют Проектом по составлению карты активности мозга. Его цель – описать активность каждого нейрона в человеческом головном мозге. Эта задача в миллионы раз сложнее, чем отправить человека на Луну, и в тысячи раз сложнее, чем расшифровать геном человека.

4. Наш уникальный мыслящий мозг и его друзья-враги

За последние 20 лет исследователи нашли доказательства того, что наш головной мозг имеет три когнитивные, ответственные за принятие решений системы{16}16
  Здесь можно найти прекрасный обзор: Dual-Processing Accounts of Reasoning, Judgment, and Social Cognition. Jonathan St. B. T. Evans. Annual Review of Psychology. 2007/2008 Vol. 59: 255–278. An evaluation of dual-process theories of reasoning. MAGDA OSMAN. Psychonomic Bulletin & Review. Volume 11, Number 6 (2004), 988–1010 2004. https://qmro.qmul.ac.uk/xmlui/bitstream/handle/123456789/151/Evaluation%20of%20dual%20process%20theories.pdf?sequence=8
  Explaining modulation of reasoning by belief. Goel, V. and Dolan, R.J. (2003) Cognition 87, B11–B22.


[Закрыть]. Я буду называть их рефлексирующим (мыслящим) мозгом, рефлекторным мозгом и архивирующим мозгом. В идеале эти три системы сотрудничают между собой для достижения оптимальной интеллектуальной продуктивности, но иногда они могут соперничать и даже враждовать друг с другом.

Для начала давайте коротко рассмотрим ключевые особенности этих трех систем, чтобы лучше понять специфику их взаимодействия.

Мы постоянно думаем: разговариваем сами с собой о том, что делаем, обсуждаем ситуацию, наши цели, самих себя. Французский философ Декарт сказал: «Cogito ergo sum» – «Я мыслю, значит, существую». Но верно и обратное: «Я существую, значит, я мыслю» – «Sum ergo cogito»! Как я писал в своей книге «Стресс: друг и враг»{17}17
  Stress: Vriend en Vijand. T. Compernolle Uitgeverij Lannoo Belgium. 2012. 14th edition. Четвертое обновленное издание на английском языке «Stress: Friend and Foe» выпущено в начале 2015 г. Некоторые материалы доступны на сайте www.brainchains.com.


[Закрыть], этот внутренний разговор оказывает важное влияние на наши эмоции, поведение и тело.

Все это происходит в системе головного мозга, которую я называю рефлексирующим, или мыслящим, мозгом.

Самое важное и уникальное качество рефлексирующего мозга – возможность думать о вещах, которых в реальности не существует. Благодаря ему мы можем рассуждать не только о настоящем, но и о прошлом и будущем. Можем фантазировать, придумывать и изобретать. Этот мозг отвечает также за сознательное размышление, логику, аналитическое и синтетическое суждение, творческое мышление, решение проблем, обдумывание прошлого и прогнозирование будущего, а еще – за глубокие философские рассуждения.

Мыслящий мозг медлителен, нуждается в сосредоточенности и устойчивом внимании, поэтому потребляет много энергии и легко устает. Важно отметить, особенно с учетом темы этой книги, что мыслящий мозг способен обдумывать всего одну мысль за раз. Он обрабатывает информацию последовательно, выполняя по одной задаче.

Этот мозг способен думать о перспективе, ставить долгосрочные цели и прогнозировать будущее. На такое не способно ни одно животное. По этой причине психологи иногда называют его «целеориентированным» в противоположность «стимулозависимому» рефлекторному мозгу.

Одно из уникальных качеств человека – в том, что наш рефлексирующий мозг способен брать верх над рефлекторным. Поэтому его иногда называют контролирующим мозгом.

Этот мозг – старейший из всех трех систем. Он самый быстрый, бессознательный и автономный. В этой книге я буду называть его рефлекторным мозгом, поскольку он действует на уровне рефлексов и инстинктов. В психологической литературе его часто называют «стимулозависимой системой»{18}18
  Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain. Corbetta, M., & Shulman, G. L. (2002). Nature Reviews Neuroscience, 3, 201–215.


[Закрыть]. Этот мозг основывает все свои суждения на моментальных впечатлениях, то есть на том, что есть здесь и сейчас, и ни на чем больше. В своей замечательной книге «Думай медленно, решай быстро» Даниэль Канеман называет этот вид мышления WYSIATI (What You See Is All There Is) – «Что ты видишь, то и есть»{19}19
  Thinking fast and slow. Daniel Kahneman. Penguin Books. 2012. (Канеман Д. Думай медленно, решай быстро. – М.: АСТ, 2013.)


[Закрыть]. Я предпочитаю называть его SNIA (Sensory Now Is All) – «Сенсорная информация – это все, что есть», поскольку наш рефлекторный мозг опирается не только на то, что он видит здесь и сейчас, но и на всю информацию, поступающую в данный момент от органов чувств. Это реакции на звуки, запахи, вкус, тактильные ощущения, равновесие, температуру, боль, ускорение, телесные ощущения и т. д. В результате наш рефлекторный мозг действует реактивно, реагируя лишь на внешние стимулы, и не способен действовать на опережение или извлекать уроки из прошлого.

Мозг может одновременно обрабатывать большое количество разной информации. Он потребляет мало энергии и действует почти молниеносно благодаря тому, что опирается на врожденные и приобретенные рефлексы. Самой природой заложено, что наш примитивный рефлекторный мозг работает гораздо быстрее, чем наш рефлексирующий мозг. Способность мгновенно отреагировать на опасность была большим преимуществом для наших предков, которым несколько миллионов лет назад приходилось бороться за выживание в дикой саванне. Но в джунглях XXI века эта система с ее скоропалительными суждениями и реакциями часто подводит нас. И если не доверять нашему рефлексирующему мозгу проверку этих быстрых выводов, рефлекторный мозг может делать массу иррациональных ошибок.

Частью рефлекторного мозга является эмоциональная система. Эмоции способны активировать сверхбыстрые суждения и реакции. Они могут оказаться настолько полезными во многих ситуациях, что профессионалы должны использовать их более продуктивно и анализировать их, а не игнорировать, как помеху. С другой стороны, все мы знаем по опыту, что эмоции приводят к серьезным проблемам, если они не контролируются надлежащим образом и не регулируются более спокойным и разумным рефлексирующим мозгом.

Есть еще одна особенность рефлекторного мозга. Когда-то она помогала нашим предкам выживать в дикой природе, а сегодня очень мешает работникам умственного труда. Дело в том, что внимание рефлекторного мозга неизбежно привлекают любые новые сенсорные стимулы или внезапное изменение старых: запахи, зрительные образы и, в первую очередь, звуки – все это должно быть тут же учтено рефлекторным мозгом. Даже если такое внимание к стимулам бессознательное, оно мешает не только рефлексирующему мозгу, которому нужна устойчивая концентрации внимания на выполняемой задаче. Это внимание мешает и архивирующему мозгу – а ведь ему нужен покой, чтобы успешно сохранять информацию в нашей памяти. Более того, каждый раз, когда очередной стимул привлекает внимание рефлекторного мозга, в нашем мозгу происходит небольшой выброс дофамина. Он заставляет нас искать эти стимулы снова и снова – так развивается зависимость от них. Это отчасти объясняет, почему люди могут впасть в зависимость от постоянного стимулирования со стороны карманных гаджетов. (В следующих главах мы поговорим об этом более подробно.)

В приведенной ниже таблице я описываю самые важные различия между рефлексирующим и рефлекторным мозгом.

Каждый день в наш мозг поступают миллиарды байтов информации. Чтобы она не превратилась в бесполезный мусор, ее нельзя складывать в одну большую кучу. Ее надо упорядочить и сохранить так, чтобы она была доступна для последующего использования. Ответственность за такую обработку информации несет наш архивирующий мозг, который действует как скоординированная команда библиотекарей, архивариусов и каталогизаторов. Все они обслуживают одного клиента: вас. А точнее, ваш мыслящий мозг. Эта «команда профессионалов» принимает миллиарды байт информации, поступающей из внешнего мира через органы чувств, а также потоки идей и мыслей от нашего рефлексирующего мозга. Затем она решает, что из этого следует отбросить, а что – сохранить в долговременной памяти. При этом в своей работе наш архивирующий мозг опирается на ассоциативные механизмы, которые в настоящий момент науке не известны.

Последние исследования указывают на то, что пожилым людям требуется больше времени для извлечения информации из своих «архивов» не по причине ухудшения памяти, а просто потому, что в их архивах хранится гораздо больше информации, чем у молодых людей. По законам математики, увеличение объема памяти увеличивает и время на поиск информации в ее «закоулках»{20}20
  Ramscar, M., Hendrix, P., Shaoul, C., Milin, P., & Baayen, H. (2014). The Myth of Cognitive Decline: Non-Linear Dynamics of Lifelong Learning. Topics in cognitive science.


[Закрыть].

Современные методы функционального сканирования мозга показывают: рефлексирующий мозг и архивирующий мозг балансируют, как на качелях. Когда один активируется, другой деактивируется, и наоборот{21}21
  The human brain is intrinsically organized into dynamic, anticorrelated functional networks. Fox M.D., Snyder A.Z., Vincent J.L., Corbetta M., Van Essen D.C., Raichle M.E.. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Jul 5; 102(27): 9673–8.
  Functional connectivity in the resting brain: a network analysis of the default mode hypothesis. Greicius M.D., Krasnow B., Reiss A.L., Menon V. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003 Jan. 7; 100(1): 253–8. Default network connectivity during a working memory task. Bluhm R.L., Clark C.R., McFarlane A.C., Moores K.A., Shaw M.E., Lanius R.A. Hum Brain Mapp. 2011 Jul.; 32(7): 1029–35. Epub 2010 Jul. 20.


[Закрыть]. Они соперничают за время и объем рабочей памяти: это часть нашего мозга, которую можно сравнить с центральным микропроцессором в компьютере. Архивирующий мозг всегда активен, всегда находится наготове, поэтому говорят, что он работает «в дежурном/фоновом режиме» (default-mode). Он никогда не отключается полностью, если только наш рефлексирующий мозг не оттягивает на себя все вычислительные ресурсы. Поскольку последний нуждается в регулярном отдыхе и сне, архивирующий мозг пользуется малейшей паузой, любыми высвободившимся битами вычислительной мощности, чтобы сделать свою работу. Поскольку этот мозг наиболее активен, когда не выполняется никакой конкретной когнитивной задачи, исследователи называют его «задачно-негативным» (task-negative) или «нейронной сетью ненаправленной активности». Рефлексирующий же мозг называют «задачно-позитивным» (task-positive) или «нейронной сетью целевой активности». Архивирующий мозг становится наиболее активным, когда его единственный клиент, рефлексирующий мозг, оставляет его в покое и засыпает или отдыхает – даже если эта передышка длится всего несколько минут или секунд.