Мозг. Как он устроен и что с ним делать

Как управлять эндорфинами

Несомненно, нам хочется как-то воздействовать на эндорфиновую систему без помощи опасных веществ. Один из эффективных способов получить дозу эндорфинов – это смех. Например, вы можете рассказывать какие-то безобидные смешные шутки в кругу близких людей.

Другой способ повысить количество выделяемых эндорфинов – продолжительные физические нагрузки, особенно если они завершаются упражнениями на растягивание мышц тела.

Попробуйте записать ваши ощущения после искреннего смеха в кругу близких друзей. Или после длительной физической нагрузки (бега на длительную дистанцию, часового занятия в спортзале и так далее).

На уровень нейромедиаторов в мозге можно воздействовать, корректируя диету: например, употреблять шоколад, бананы, сельдерей, творог, твердые сыры и другие продукты. Но диету лучше обсудить с врачом.

Помните, что прием антидепрессантов должен проходить только под контролем врача-психотерапевта.

Существуют и другие нейромедиаторы, например адреналин, глутамат, гистамин и так далее. Они тоже влияют на наше поведение.

Важно понимать, что все нейромедиаторы работают в тесном взаимодействии друг с другом. Иногда переизбыток или недостаток одного в той или иной степени компенсируется работой других. Природа так устроена, что она старается продумывать запасные пути или различные подстраховки.

Серьезные исследователи в области нейрохимии мозга никогда не позволяют себе объяснять поведение человека работой лишь одного какого-то нейромедиатора. К тому же надо понимать, что пока мы не знаем обо всех функциях тех или иных нейромедиаторов. Вполне вероятно, в ближайшие десятилетия будут открыты другие интересные свойства этих удивительных молекул.

Мы с вами рассмотрели несколько концепций – вариантов того, как можно изучать мозг. Мы познакомились с нейрофизиологической концепцией условных рефлексов и доминант, с концепцией клеточного строения мозга, взглянули на структурную концепцию уровней – этажей мозга, разобрали нейрохимическую концепцию работы молекул-медиаторов.

Я предлагаю вам, используя полученные знания, окунуться теперь в мир поведения человека и понять, как те или иные системы обеспечивают наши познавательные функции.





Часть II. Физиологические основы умственной деятельности





Нет никакого сомнения, что систематическое изучение фонда прирожденных реакций животного чрезвычайно будет способствовать пониманию нас самих и развитию в нас способности к личному самоуправлению.

И. П. Павлов



До этого мы с вами говорили об общем устройстве систем мозга. Пришло время разобраться в том, как все это многообразие структур обеспечивает наше поведение. Прежде чем мы начнем разговор о невероятно интересных и актуальных вещах, хочу отметить важную деталь. На сегодняшний день нет единой теории работы мозга. Так, во всяком случае, говорят многие нейробиологи.

Нам же с вами для понимания принципов возникновения человеческого поведения будет вполне достаточно тех базовых знаний, о которых мы уже говорили в предыдущих главах. В конце концов, все наше поведение сводится к функционированию сложных распределенных нейронных сетей. А их деятельность представляет собой результат координации тонких физиологических процессов внутри каждой нервной клетки.





Нейробиологические основы ВНД. Первая и вторая сигнальные системы




В настоящий момент нейробиологи всего мира сходятся во мнении, что наши высшие нервно-психические функции обеспечиваются работой головного мозга. В классической российской нейробиологической школе психическую деятельность принято называть высшей нервной деятельностью (ВНД). Важно отметить, что высшая нервная деятельность характерна не только для человека, но и для других животных.

У многих из нас возникает вопрос: чем же мы, люди, принципиально отличаемся от других организмов? Почему мы смогли создать сложное общество, построить огромные города, придумать автомобили и самолеты?

Каковы биологические предпосылки психических функций мозга человека – уже давно актуальный вопрос для физиологов всего мира. Открытия в этой области могут существенно повлиять на развитие методов воспитания и обучения. Для того чтобы понять нашу собственную поведенческую природу, давайте коротко коснемся истоков. Эволюционно мы произошли от более древних организмов. До сих пор наш геном несет связь с другими животными. Да.



Потребности и мотивации

Деятельность всех животных, имеющих нервную систему, сводится к поведенческим актам. Как правило, это какие-то вполне определенные действия. Основной силой, обеспечивающей эти самые действия, является наличие потребностей. Давайте посмотрим, как они работают на примере потребности в еде.

Физиологам давно удалось выяснить, что особые клетки гипоталамуса (второй этаж мозга) оценивают уровень глюкозы в крови. После этого происходит изменение активности в таламусе, гиппокампе, цингулярной коре и ряде других структур, включая префронтальную кору. Именно в ней и формируются целенаправленные пищедобывательные реакции. Животное начинает искать еду. Причем делает оно это тем активнее, чем активнее гипоталамус сообщает о падении уровня глюкозы.

Возбуждение одних групп нервных клеток и торможение других приводит к смене типа взаимодействия между нервными элементами разных структур мозга. Это смена доминант по А. А. Ухтомскому. А специфика такой смены и отражает мотивацию. Представьте, например, новогоднюю гирлянду, в которой лампочки горят не все одновременно, а зажигаются по очереди. Или сначала все синие, а потом все красные. Такая комбинация зажженных лампочек и есть отражение мотивации.

В каждый момент времени наиболее актуальная для выживания потребность определяет формирование мотивации. Логично, что, если нам захотелось есть дома, мы идем к холодильнику. Однако если вдруг мы заблудились в джунглях и нам захотелось есть, мы трижды подумаем, что тут вообще есть съедобного и как нам самим не стать чьей-то закуской.

И вот здесь самое интересное. Эксперименты как на животных, так и на людях подтверждают, что снятие потребности, формирующей доминирующую мотивацию, приводит к возникновению положительных эмоций. А это является подкреплением в условно-рефлекторном обучении по Павлову.

Для выработки пищевого условного рефлекса необходима потребность в еде. К примеру, сытые животные в цирке практически не поддаются дрессировке. Их нужно держать чуть голодными, чтобы всякий раз за выполненное задание они получали еду (на самом деле – положительные эмоциональные переживания).

То есть, обратите внимание, на самом деле нашему мозгу в психическом плане ощущений не нужны ни вода, ни еда. Единственное, что мотивирует нас действовать, – получение положительных эмоций. Запомните это. Мы еще вернемся к этой простой, но чрезвычайно важной идее.


Говорить о потребностях очень сложно. Как понять, например, существует ли та или иная потребность? Реальна она или нет? Биологи подошли к этой проблеме максимально дотошно. Ученые исследовали возможность формирования на основе потребности приспособительного поведенческого акта. Так было выявлено наличие витальных (связанных с выживанием) и зоосоциальных (иерархических) потребностей. К первым можно отнести пищевую и питьевую потребности. И самое важное: на их основе можно выработать условный рефлекс. То есть можно обучить животное (не очень сытое), к примеру льва, прыгать через горящие кольца. В случае с цирковым львом мы видим, что животному приходится приспосабливать свое поведение под команды дрессировщика для получения корма (удовлетворения пищевой потребности).

Ко второй группе потребностей относят материнское поведение, территориальное поведение (защита гнезда, норы и так далее). Иногда к этой же группе причисляют половое поведение.

Вы скажете, что вам это известно с уроков биологии. Но во второй половине XX века биологами было доказано существование еще одной важной потребности у сложно организованных животных. Речь идет о потребности в саморазвитии.



Потребность в саморазвитии у животных. Эволюционный тренд?

Сейчас ведется множество разговоров о саморазвитии. Реклама в интернете пестрит заголовками «Тренинг по саморазвитию», «Новые методы саморазвития», «Саморазвивайся в кого угодно» и так далее. И ведь нет конца и края это общественной истерии. Все вдруг решили стать необычайно «саморазвитыми». А понимают ли люди, откуда вообще взялся термин?

Изначально это слово в русском языке появилось в художественной литературе.

Например, в XIX веке его активно употреблял историк и публицист Николай Иванович Костомаров, когда говорил о духовном саморазвитии. Чуть позднее юрист и философ Павел Иванович Новгородцев использовал слово «саморазвитие» в значении «проявление внутренней мощи и полноты бытия». Но физиологи долго к этому слову относились с осторожностью. Не особо ясно было, есть ли вообще стремление к саморазвитию у живых организмов.



Окно в неизвестность или лакомство…

В 1950–60-х годах Роберт Батлер исследовал поведение обезьян, предлагая им различные нестандартные способы подкрепления. Обезьяне нужно было выбрать между вкусной едой, подглядыванием за другими обезьянами и возможностью увидеть через окно в соседнее помещение интересные вещи. Обычно в классических экспериментах животным предлагалось в качестве поощрения (и стимула к выполнению задания) какое-то лакомство. Но Батлер хотел разобраться, что еще может служить подкреплением. Для этого две экспериментальные комнаты имели общую стену с окном. В одном из помещений находилась обезьяна, а в другой – различные предметы. В ходе эксперимента окно оставалось закрытым. В помещении с обезьяной находился рычаг. В какой-то момент животные понимали, что рычаг открывает окно.

Удивлению исследователей не было предела, когда они обнаружили, что обезьяны, во-первых, очень быстро научились нажимать на рычаг, а во-вторых, с большим энтузиазмом готовы были выполнять задания, если им разрешали смотреть в окно. Причем в качестве подкрепления животные предпочитали возможность заглянуть в окно самому вкусному лакомству.

Вы скажете: ну, с обезьянами понятно. Они большие и умные. Что же с другими животными? В ходе экспериментов с ними были получены похожие результаты. Например, крысы намного охотнее учились находить выходы из сложных лабиринтов, когда подкрепление заключалось в возможности обследовать новую среду. Подумайте. Крыса была готова отказаться от еды в пользу аттракциона – путешествия по неизведанным землям!

Неудивительно, что многие люди (особенно студенты) недоедают, недосыпают, отказывают себе в удовольствиях, лишь бы скопить деньги на новое путешествие. Если даже обезьяны и крысы делают то же самое – что уж говорить о нас с вами!

Исследователи Стивен Гликман и Ричард Сроджес изучили реакцию на новый предмет более чем у 100 видов животных. Они подкладывали в клетку разнообразные вещицы (деревянные палочки, резиновые трубки, бумажные шарики) и следили за поведением животных. Меньше всего к новым предметам проявили интерес рептилии. Вспомните про первый этаж мозга. Но вот млекопитающие рассматривали, ощупывали, обнюхивали предметы с интересом.

Когда данные стали подтверждаться и в других экспериментах, результатами заинтересовались психологи. В 1990-х годах термин «саморазвитие» сначала появился в академических пособиях для психологов, а чуть позднее перекочевал в лексикон бизнес-тренеров, психологов-коучей и прочих любителей популярной психологии.

Заслуженный советский и российский психофизиолог Павел Васильевич Симонов отнес к потребностям саморазвития исследовательское поведение, рефлекс сопротивления (свободы), подражательный и игровой рефлексы. Как указывал сам Симонов, эти рефлексы обращены к будущему, ориентированы на освоение новых пространств и сред.

Вы наверняка замечали за собой или другими людьми тягу к путешествиям, открытию новых мест, вкусов, запахов и вообще ощущений. Нам только кажется, что это присуще лишь человеку. Теперь вы знаете, что это характерно и для многих животных. Конечно, обезьяна не сидит и не ждет, пока Chanel выпустит новый аромат или Christian Dior наконец-то разработает новый дизайн сумки. Но в целом потребность в поиске нового, в исследовании территорий досталась нам от предков. Пусть она и была у них в несколько примитивной форме.

Второе, что отмечает Симонов относительно потребностей в саморазвитии, – их самостоятельность. Они как бы живут сами по себе. Они не вытекают из других потребностей.

Вот они – истоки нашего «саморазвития». Мы еще увидим, как работает эта механика, когда будем говорить о процессах внимания в мозге человека. Вспомните: обезьяна (даже когда была не очень сыта) отказывалась от вкусного угощения в пользу возможности посмотреть в окно. Другой пример. Скажем, игровое поведение, нередко предполагающее наличие других партнеров, можно было бы отнести к зоосоциальным потребностям. Однако в играх животных исследователям не удалось обнаружить иерархических тенденций. Иными словами, животные играют просто так! В чем же смысл? Вероятно, такая активность необходима для тренировки навыков, которые могут пригодиться в будущем при удовлетворении других потребностей.

Есть и еще один важный факт в этой связке поведенческих перипетий. Для развивающегося мозга (не важно чьего – будь то крыса, обезьяна или человеческий ребенок) нужен приток информации, обогащенная среда (с большим числом разнообразных предметов вокруг). Так, на животных показано, что обогащенная среда влияет на вес мозга, толщину определенных областей коры и работу биохимических систем. Если взять сообщество крыс, в более высокоранговых группах особей исследовательская активность высока, тогда как у субдоминантных (занимающих низкое место в иерархии) животных она угнетается. Очень похоже на распределение доступа к знаниям в истории человечества. Вспомните, кто имел доступ к научным, религиозным и философским знаниям в Средние века и даже в эпоху Просвещения… И все же, если так много схожего, чем мы принципиально отличаемся от животных. Почему у нас такой мозг?



Ошибка в эволюции подарила нам гены нового мозга

Давайте начнем с того, что ребенок рождается неприспособленным к нашему – взрослому – миру.

Человеческий ребенок появляется на свет биологически незрелым. Если сравнить его с младенцем обезьяны, мы увидим, что последний почти с первых дней после рождения способен самостоятельно передвигаться, висеть на маме, цепляясь за шерсть на ее спине.

Кстати, вы никогда не задумывались, почему многие маленькие дети хватают себя за голову, когда им страшно? Нейробиологи полагают, что это доставшийся нам от предков-обезьян механизм хватания за шерсть на теле матери. Так малыш всегда прикреплен к кормящей самке.

Человеческому детенышу потребуется не один год, чтобы научиться уверенно ходить и стать способным к хоть сколько-нибудь осмысленной деятельности. И даже в четыре года при виде незнакомца он будет прятаться за мамину юбку, точь-в-точь как маленькая обезьянка в материнской шерсти.

Можно сказать, мы рождаемся глубоко недоношенными эмбрионами. Считается, что это связано с прямохождением человека. Когда-то наши предки поднялись с четырех конечностей и оперлись на две стопы. В результате такой эволюционной перестройки женский таз существенно отличается от аналогичного анатомического образования четвероногих животных. Из-за того что таз развернулся из горизонтальной плоскости в вертикальную, он существенно сузился.

И эволюция нашла «по-своему» элегантное решение. Теперь ребенок стал рождаться заранее, то есть до полного биологического созревания.

По всей видимости, именно такая эволюционная находка и привела к тому, что наш предок совершил тот самый гигантский рывок в развитии. И это касалось в первую очередь мозга. Младенческий мозг куда более пластичен, нежели уже сформировавшийся. Поэтому преждевременное рождение позволило человеку усваивать куда больше информации.

В пользу этой теории говорят данные, полученные в 2018 году. Геном человека похож на геном шимпанзе примерно на 99 %. Ученые долго искали, какие именно гены отвечают за различия между мозгом человека и обезьяны. И вот наконец они найдены. Оказалось, что у человека есть уникальный (не встречающийся больше ни у кого) вариант гена NOTCH2. Причем представлен он в нашей ДНК в четырех копиях (три из которых активные, а одна – дремлющая)!

В развивающемся мозге приматов стволовые клетки работают не покладая ни рук, ни ног, ни отростков. Одна стволовая клетка может дать жизнь двум нервным клеткам. Так, например, происходит у обезьян.

А вот у человека, благодаря наличию варианта гена NOTCH2L, стволовая клетка дает начало только одному нейрону и еще одной стволовой клетке. Это приводит к увеличению количества стволовых клеток в мозге, а также замедлению их превращения в зрелые нейроны. В итоге мы получаем большее количество нейронов, но созревают они позднее, чем, скажем, у обезьян.

Как показали опыты, удаление варианта гена NOTCH2NL приводит к тому, что стволовые клетки мозга начинают быстрее «взрослеть» и реже делиться. За счет такого нехитрого механизма и возникло замедленное развитие нервной системы внутри материнской утробы. А это уже сделало наш мозг по-настоящему уникальным, сильно отличающимся от мозга остальных животных.



Неудовлетворение потребности → агрессивное поведение

Напоследок осталось описать еще одно очень важное свойство нашего поведения, продемонстрированное в огромном количестве экспериментов. Речь идет об агрессии.