Как запомнить все! Секреты чемпиона мира по мнемотехнике

Другой интересный аспект – осознание воспоминания. Согласно определению Талвинга, декларативной памятью обладает только человек, ибо животные лишены сознания. У животных также нет языка и они не способны выразить воспоминания в речевой форме, а значит, они их не «знают». Но действительно ли человеческая память такая особенная? Мы не можем, к великому сожалению, прямо спросить об этом наших меньших братьев. Когда мама с воодушевлением говорит своей собаке: «Сейчас к нам придет Борис! Он принесет тебе что-нибудь вкусненькое! Ты знаешь об этом, да? Да?» – радостное возбуждение собаки связано отнюдь не с эпизодической памятью о полученных ранее сахарных косточках – это просто условный рефлекс: собака радуется хорошему настроению хозяйки.

Однако при более внимательном наблюдении можно увидеть примеры, указывающие на то, что и у животных есть нечто похожее на эпизодическую память. Например, некоторые птицы не только запоминают места, где они прячут плоды, но также и когда они их спрятали, и насколько спелыми те были, чтобы потом вовремя их откопать и съесть. При наблюдении за домашними кошками мы видим, как они во сне «охотятся». Эти движения основаны на припоминании во сне реальных пережитых кошками эпизодов.

Процедурная память: «Это я могу!»

Для способностей и умения выполнять какие-либо действия помимо декларативной существует и процедурная память. Это не декларативная память, так как ее содержание очень трудно, а порой и невозможно выразить словами. Это знают все родители, пытавшиеся теоретически объяснить ребенку, как надо кататься на велосипеде. В этом умении заключается нечто большее, чем просто нажимание на педали. «Это я могу!» – характерное выражение процедурной памяти.

В 2015 году сеть обошло видео американца Дестина Сэндлина. Он построил велосипед, который отклонялся влево, когда руль поворачивали вправо, и наоборот. То есть это была полная противоположность нормальному велосипеду. Очень смешно выглядят попытки людей ездить так, причем совершенно безуспешно – во всяком случае, если это не приводит к тяжелым травмам. Сэндлину пришлось тренироваться целый месяц, прежде чем он смог овладеть своим странным детищем. Интересно еще вот что: в какой-то момент в мозгу Сэндлина что-то щелкнуло, и с этого времени он потерял способность ездить на обычном велосипеде. Перестроить процедурную память очень тяжело, но всякое обучение в принципе базируется на методе проб и ошибок. Мы учимся бегать в раннем детстве, и это умение не меняется во взрослом состоянии.

Во многих видах спорта те, кто начинает заниматься в детстве, очень глубоко усваивают нужные движения, а всякий, кто начинает заниматься этим видом в зрелом возрасте, никогда не достигает такого же уровня. Я вижу это на собственном опыте игры в стекинг[2 - От англ. stack – укладывать в стопку.]. Эта игра заключается в укладывании стаканов в штабеля на время, и, вероятно, вы видели видео с этой игрой. Это примерно такая же хорошая тренировка для мозга, как жонглирование, потому что в игре задействованы мышцы обеих половин тела, и к тому же в ней требуется хорошая координация движений. В моей возрастной группе (старше 25 лет) я добился неплохих результатов. В моей возрастной группе рекорд 2016 года для вида «Цикл» равен 7,5 секунды. Абсолютный рекорд в группе подростков составляет пять секунд, что на целых 33 % лучше. Раньше считалось, что так быстро могут складывать пирамидки только дети, и думали, что дело здесь в размере кистей рук. Однако рекорд для возрастной группы от 19 до 25 лет тоже был достаточно выдающимся. В этой «студенческой группе» есть много таких любителей, которые тренируются годами и довольно медленно прогрессируют, но все же делают это неуклонно, – и поэтому мировой рекорд в этой группе ненамного хуже, чем в группе подростков. Дело, как выяснилось, не в размере рук и не в способности к быстрым движениям, а всего лишь в состоянии процедурной памяти, которая в наибольшей степени восприимчива именно у детей и подростков.

Навыки, приобретенные в детстве, могут потом помочь в приобретении новых навыков. Показательны, например, опыты с обучением набору на клавиатуре определенных последовательностей символов. В этих опытах намного превосходят остальных участников те, кто умеет играть на клавишных инструментах. Несмотря на то что клавиатура фортепиано ни капли не похожа на компьютерную, люди, привыкшие нажимать на клавиши, быстрее усваивают нужные последовательности нажатий на кнопки компьютерной клавиатуры.

Автобиографическая память: воспоминания о жизни

Автобиографическая память – это хранилище всех воспоминаний, касающихся нашей жизни. Эта память в значительной степени перекрывается с эпизодической памятью: я, например, знаю, что делал прошлым летом. Я помню также, что ел сегодня утром на завтрак. Но я уже не помню, что ел на завтрак прошлым летом. Правда, в виде исключения я могу запомнить завтрак в какой-то особый день, который запомнился мне в связи с какими-то эмоциями или другими важными и исполненными какого-то особого смысла событиями, и отложился в долговременной памяти. Например, прошлым летом я был в Сан-Диего, где добился большого успеха на турнире по памяти, победив в полуфинале прошлогоднего победителя и выйдя в финал. Так вот, я точно помню, что ел в тот знаменательный для меня день, и даже помню, что я в тот день думал и чувствовал. Однако для того, чтобы все это вспомнить, мне нужно какое-то основание, какой-то пусковой момент, триггер: это должно быть желание вспомнить, чтобы рассказать, или какие-то сходные обстоятельства в настоящем.

Важно еще одно: какое-то воспоминание обязательно означает реконструкцию сцены, то есть формирование каждый раз нового воспоминания. Мы всегда склонны доверять своим воспоминаниям так, будто они достоверны, как видеозаписи. Однако наш мозг всякий раз строит в сознании все картины происшедшего заново и с незаурядной креативностью заполняет образовавшиеся пробелы. О ложных воспоминаниях мы поговорим в третьей главе, ибо они могут быть очень живыми и яркими. Если уметь задавать правильные вопросы, то можно выяснить, что люди часто вставляют несуществующие воспоминания в свою память целыми блоками.

Например, это можно было видеть во время избирательной кампании в США 2016 года, когда кандидаты страстно спорили о том, праздновали ли определенные люди в стране трагедию 11 сентября. «But I saw it!»[3 - «Я же это видел!» (англ.)] Один из кандидатов и некоторые репортеры были уверены в достоверности своего воспоминания. Фактически же многое говорит о том, что в воспоминаниях таких людей телевизионные кадры, на которых были запечатлены ликующие толпы в некоторых арабских странах, были перенесены в США. Эти воспоминания являются субъективно истинными, как и связанное с ними возмущение, но упреки в этой ситуации тем не менее не всегда оказываются справедливыми.

Попытка объяснить то, как создается содержание автобиографической памяти, представлена в модели, предложенной двумя британскими учеными в 2000 году. В системе памяти о собственной самости эти ученые выделяют различные составные части. Мы располагаем основополагающими знаниями об определенных фазах жизни или темах: школьные годы, время обучения в университете, первое рабочее место и т. д. При этом упомянутые временные отрезки определены не вполне четко и часто накладываются друг на друга. Вышеприведенный пример многие могут видоизменить, разделив жизнь на период первого брака, второго, третьего… В любом случае мы обладаем вполне определенными и непосредственными знаниями о каждой из этих фаз. Я знаю, где я учился, где тогда жил и с кем проводил свободное время. В этой памяти, однако, могут отсутствовать какие-то конкретные и подробные воспоминания. Далее, надо различать обобщенные воспоминания (я тогда бегал) и воспоминания конкретные (мой первый марафонский забег). Эти последние воспоминания сохраняются в виде конкретных точечных единиц, особенно если речь идет о том, что произошло в первый раз (мой первый поцелуй), или о каком-то поворотном событии в жизни (выпускной бал, выход на первую работу), или о каких-то знаменательных событиях, отграничивающих один этап жизни от другого (рождение детей, свадьба, похороны близких, трагедия 11 сентября).

Если же мы вспоминаем об отдельных моментах, не имеющих столь важного значения, то в игру вступают все упомянутые уровни, для того чтобы сконструировать воспоминание. Например, если я встречаю старого друга, с которым познакомился когда-то во время годичного пребывания в Англии, то в моем мозге пробуждаются воспоминания о том времени. Я начинаю думать о студенческой пивной в кампусе и вспоминаю тогдашние вечеринки. Сохраненная в долговременной памяти информация об отдельных событиях, впечатления от фотографий, на которых я изображен вместе с этим другом, создают некий образ в моей рабочей памяти, но этот образ ни в коем случае не является точным повторением того, что имело место в то уже довольно далекое время. Наша память может в какой-то степени приукрасить прошлое, польстить нашему самолюбию и одновременно эффективно использовать место воспоминания и место встречи. Собственно говоря, это и не важно – иметь в памяти воспоминания о каждом завтраке и каждой вечеринке. Во всяком случае, не все завтраки и вечеринки студенческих времен стоят достоверного воспоминания.

Напротив, спонтанные воспоминания являются оживлением подлинных единичных эпизодов. При этом бывает весьма увлекательно наблюдать в этих сценах себя – со стороны. Подумайте, как вы наблюдаете вспомнившуюся вам сцену – изнутри, так сказать, взглядом своего «я»? Или вы видите в воспоминании сцену с высоты птичьего полета, как будто глазами другого наблюдателя? По большей части встречаются оба вида припоминания, и перспектива ничего не прибавляет к истинности воспоминания. Качество припоминания зависит от его давности, но также и от культурных факторов и, кроме того, от пола. В своих воспоминаниях женщины видят себя со стороны чаще, чем мужчины, что, по мнению некоторых специалистов, определяется тем, что в нашей культуре женщины вынуждены более тщательно, чем мужчины, следить за своей внешностью, каковую, с большей вероятностью, и откладывают в своей памяти. Для многих мужчин, напротив, характерна склонность вытеснять из памяти собственный образ.

Автобиографическая память спортсменов-мнемонистов нисколько не сильнее, чем у всех остальных людей. Мне это известно из собственного опыта и из бесед с коллегами. Есть, однако, группа настоящих искусников памяти, у которых дело обстоит не так! Люди с чрезвычайно сильно развитой автобиографической памятью могут намного лучше, чем другие, припоминать в деталях какие-то единичные конкретные события своей жизни. Например, такие люди могут помнить каждый свой день, начиная с подросткового возраста. Еще интереснее то, что такие люди легко привязывают воспоминания к определенным датам. Вы, например, помните, что вы делали 20 марта 1999 года? Если да, то вы, видимо, принадлежите к последней группе (я, между прочим, с большим удовольствием с вами познакомлюсь; если вы согласны, то напишите мне на почту!). Этот феномен стал известен сравнительно недавно. У американского исследователя памяти Макгафа была одна пациентка, обладавшая такой способностью. Женщина страдала оттого, что не могла контролировать поток своих воспоминаний, и они сильно омрачали ей жизнь. С 2006 по 2008 год Макгаф вместе со своими коллегами Паркер и Кэхиллом изучал эту необыкновенную память. Параллельно выяснилось, что на свете живет довольно много людей, обладающих такой же памятью на события своей жизни, с той лишь разницей, что этим людям воспоминания не причиняют никаких страданий. При более внимательном изучении выяснилось, что у некоторых эти способности являются мнимыми, и к настоящему времени в мире известны всего двадцать человек с феноменальной автобиографической памятью. При этом их исключительные способности к запоминанию автобиографической памятью и ограничиваются. В том, что касается запоминания имен или обучения в школе, эти люди ничем не отличаются от остальных.

Перспективная память: напоминать себе

Не принадлежите ли вы к тем людям, для которых Рождество всегда наступает так внезапно, что они не успевают купить своим близким подарки? Естественно, вы не забываете, когда именно приходит Рождество. Вы просто не успеваете к нему заранее подготовиться. Тем не менее мы все равно обозначаем такую ситуацию как проявление забывчивости. Если я спрошу вас: «Когда будет День святого Валентина?», то вы включите свою семантическую память и ответите: «Четырнадцатого февраля».

То, что вы к 14 февраля не окажетесь без подарка для любимого, случается отнюдь не благодаря этому знанию. В наше время не пропустить День святого Валентина помогает реклама, а уж что касается Рождества, то здесь надо обладать поистине феноменальными способностями, чтобы его проспать; но в случае дней рождения или личных годовщин все, к несчастью, обстоит иначе. Информация об этих событиях, несомненно, хранится где-то в мозге, но она почему-то не всплывает в нужный момент. В нашем сложном мире это может повлечь за собой трагические последствия. При авиационных и других катастрофах это называют «человеческим фактором» – в таких случаях у человека отказывает именно перспективная память. Естественно, пилот разбившегося самолета знал, какие именно системы надо проверить перед взлетом, и, мало того, старательно их проверял. Но в этот раз он упустил какую-то мелкую деталь. Понятно, что и у других пилотов такое тоже случается, но в этот раз непроверенная система оказалась дефектной…

То же самое происходит и в мелочах. Вполне вероятно, что больной с легкой деменцией может без затруднений описать, что надо сделать при приготовлении пищи, и не забудет при этом указать выключение плиты. Однако если он, готовя себе еду, регулярно забывает выключать плиту, то его нельзя оставлять жить одного. Собственно, например, Хорст Зеехофер наверняка знает, что правит в коалиции с Ангелой Меркель, но почему-то регулярно забывает об этом всякий раз, когда подходит к микрофону.

В перспективной памяти больше впечатляет то, что она так часто работает, а не то, что она иногда отказывает. Нам легче вспомнить то, что привязано к определенному событию или месту, чем то, что привязано к определенному времени. Мы быстро вспоминаем о каком-то деле, которое надо сделать, если вдруг случайно обращаем внимание на предмет, имеющий отношение к этому делу. «Эге, да это же почтовое отделение; я вспомнил, мне надо отправить письмо», «Что-то волосы стали лезть мне в глаза. Пора звонить парикмахеру», «О, это же щенок! Надо его погладить». Намного тяжелее помнить, что в следующую среду, в 15 часов надо позвонить клиенту. Наши внутренние часы плохо справляются с ролью будильника, и если мы в нужный момент заняты чем-то другим, то можем пропустить запланированное дело. Для таких случаев лучше пользоваться внешними будильниками.

Тот, кто хочет, чтобы другие неукоснительно выполняли запланированное, должен напомнить об этом. Ребенок, который плачет, когда он голоден, будет, без сомнения, накормлен. Ребенок же, который терпеливо ждет, что мама и сама знает, что его надо кормить в 19 часов, уже в самом раннем детстве познакомится с голодными диетами. Наилучший способ помочь перспективной памяти – это применение каких-то внешних напоминалок – списков, календарей, будильников, таймеров.

Однако, пользуясь всеми этими вспомогательными средствами, надо обязательно помечать, о чем они, собственно, должны напомнить. Здесь я уже говорю о собственном печальном опыте с утренней передачей Берлинского радио с Томасом Кошвицем. Случилось это несколько лет назад, я тогда был еще студентом. Мне позвонила милая женщина-редактор и спросила, не хочу ли я дать на радио интервью. О, с радостью! Вживую? Тем лучше! Когда мне надо быть у вас? В следующий вторник, в шесть тридцать? Ой, это не рано? Все же я был тогда всего лишь студентом. Но если передача идет не в записи, то делать нечего, надо ехать. Во вторник меня ровно в шесть разбудил заботливо поставленный с вечера будильник. «Что? Шесть утра? За каким дьяволом я поставил будильник на шесть утра? Лекции начинаются в десять, идиот!» Щелк! Однако в половине седьмого снова раздался звонок. «Черт, он что, сломался?» Однако через секунду до меня дошло, что звонит не будильник, а телефон. Не помню, что я пробурчал в трубку, но помню, что услышал в ответ: «Алло, это радио “Берлин”! Простите, что я немного задержалась со звонком, но передача сейчас пойдет в эфир. Господин Кошвиц уже начал обратный отсчет – три, два, один… Алло, господин Конрад, скажите нам, когда вы в последний раз что-то забывали?» – «О, это происходит со мной вечно…»

2

Есть ли в мозге «жесткий диск»?

Ваш мозг у вас с собой?

Вы когда-нибудь пытались разобраться в собственном мозге? У вас он есть, в этом я могу вас уверить. Объем его составляет от 1 до 1,5 л, а весит он около 1,5 кг. Объему и весу нашего мозга приблизительно соответствует пластиковая бутылка с минеральной водой емкостью 1,25 л. Между прочим, мозг примерно на три четверти состоит из воды. Все остальное – это в основном жир и белок. Самое удивительное заключается в том, что это тесто без муки способно очень и очень на многое.

Мозг мужчины по объему и весу превосходит женский мозг приблизительно на 10 %. Не спешите, однако, радоваться и торжествовать, уважаемые господа! Дело в том, что качество мозга отнюдь не зависит от его веса. Мозг слона весит в среднем пять килограммов, а мозг синего кита – целых восемь. Надо, правда, вспомнить, что и слоны, и киты несколько тяжелее человека. Но! Отношение веса мозга к весу тела является у человека наибольшим среди всех млекопитающих. И это правда, что чем больше это отношение, тем умнее данный биологический вид. У слонов вес мозга составляет всего лишь 0,2 % от веса тела, а у нас – целых 2 %! Между прочим, такое же соотношение у некоторых мышей и дельфинов, а у некоторых птиц доля мозга в весе тела составляет до 8 %. Для того чтобы все же отвести человеку первое место, в 1973 году был разработан и внедрен в исследовательскую практику «коэффициент энцефализации». Это величина, по которой сравнивают между собой различные биологические виды. Суть заключается в следующем: рассчитывают, каким по весу должен быть мозг у представителей какого-то вида при определенном весе тела и во сколько раз он отличается от реального веса мозга. И смотрите-ка, при таком расчете наш мозг оказывается в семь раз больше, чем он должен быть, исходя из веса нашего тела. Мы, несмотря ни на что, все равно первые. Даже у дельфинов коэффициент едва дотягивает до смехотворных четырех или пяти. Правда, дельфины, возможно, и сами смеются над нами, видя, какими пустяками мы занимаемся.

Согласно результатам ряда исследований, у нас, людей, действительно внутри одного пола наблюдается некоторая корреляция между интеллектом и весом мозга. Это не значит, что большой мозг непременно принадлежит толковому человеку и наоборот. Например, мозг Альберта Эйнштейна был легче среднего, как выяснилось после его смерти. Функционально между мозгом женщины и мозгом мужчины нет уловимой разницы. Несколько меньший по размерам женский мозг умеет делать то же самое, что и мужской, скорее всего, за счет лучшей организации. Однако в деталях между ними все же есть некоторая разница. Если подвергнуть количественным измерениям множество образцов мужского и женского мозга, то можно удостовериться в том, что есть отделы мозга, которые в среднем лучше развиты у мужчин, и отделы, которые лучше – в среднем – развиты у женщин. Однако для такого вывода надо исследовать множество образцов человеческого мозга. Проще говоря, при взгляде на голого человека можно сразу сказать, мужчина это или женщина, но при взгляде на изолированный человеческий мозг невозможно определить, принадлежит он мужчине или женщине.

Лишено разумного содержания также и утверждение о том, что кто-то является «правополушарным», а кто-то «левополушарным» человеком. Будучи специалистом по нейробиологии, я всякий раз недоуменно пожимаю плечами, когда слышу, как тот или иной самозваный эксперт утверждает, что мы принадлежим либо к первой категории, либо ко второй, а третьего не дано, потому что якобы одно из полушарий непременно должно доминировать.

Одно полушарие склонно к художественному творчеству, а другое – к логическому мышлению. Но это же бессмыслица. С тех пор как были изобретены определенные методы исследования мозга, мы можем установить, какие области мозга становятся более активными, чем другие, при выполнении тех или иных задач. Именно благодаря этим методам и возникла такая, насквозь фальшивая картина. Конечно, это правда, что некоторые функции преобладают в одном из полушарий мозга – например, у правшей почти всегда речевой центр находится в левом полушарии. Но даже писатели и поэты используют левое полушарие не в большей степени, чем правое. Вывод таков: естественно, мы используем весь наш мозг целиком, а не 10 % или какую-то иную долю. Такой пустой растраты энергии природа никогда бы не допустила, ибо мозг, составляющий по весу лишь 2 % от веса тела, потребляет 20 % всей энергии, какой располагает организм.

Мозг состоит из множества частей. Учебники по строению мозга – по его анатомии, – которые содержат даже начальные сведения, не бывают по объему меньше 400 страниц. Скажем, что это довольно большая нагрузка на память студентов-медиков, но нам, всем остальным, это не нужно. Тем не менее очень интересно хотя бы в общих чертах представлять себе строение головного мозга человека.

Вот главные составные части этого удивительного органа: промежуточный мозг, мозжечок и большой мозг. Ствол мозга – это вход в мозг. Мозг надежно защищен от внешних воздействий черепом, в полости которого он спрятан, и поэтому нуждается в путях поступления информации от органов чувств, в сведениях о состоянии тела и его изменениях, в информации из всех уголков и областей организма. Для передачи информации мы располагаем нервами, и большинство из них проходят в стволе головного мозга. Таким образом, можно сказать, что ствол является распределительной коробкой мозга. Однако здесь же находится и «отдел технического обслуживания» организма, то есть органы управления такими основополагающими процессами, как дыхание, деятельность сердца и обмен веществ. Здесь же замыкаются такие важные рефлексы, как, например, глотательный рефлекс. Все эти функции осуществляются независимо от сознания. В противном случае мы бы периодически наверняка забывали дышать и глотать. Локализованные здесь функции возникли в процессе эволюции сотни миллионов лет назад, в связи с чем эту часть мозга часто называют с оттенком пренебрежения «мозгом рептилии». Однако для выживания часто оказывается достаточно и ствола мозга. В 1940-х годах в США всю страну объехал владелец безголового петушка Майка. Этому петушку неправильно отрубили голову, и у него уцелел ствол мозга и еще немного мозговой ткани. Птица выжила. Кормить ее можно было непосредственно через рассеченный открытый пищевод. Петушок бродил по двору и пытался клевать и даже кудахтать. Все это придает новое значение буквальному понятию о безголовости.

Мозжечок играет важную роль в управлении движениями. Несмотря на то что он и в самом деле мал в сравнении с большим мозгом (бывают, оказывается, и вполне осмысленные названия), большое количество складок многократно увеличивает площадь его поверхности. Мозжечок получает и перерабатывает информацию о равновесии и о текущем положении движущихся частей тела, а следовательно, может детально ими управлять, придавая им плавность и согласованность. В то время как большой мозг принимает стратегические решения: «Так, сейчас мы двинем рукой», мозжечок задуманное движение выполняет, включая для этого нужные мышцы в нужной последовательности, посылая им электрические сигналы по нервам. Помимо этого мозжечок играет важную роль в обучении, в формировании процедурной памяти; заученная последовательность движений осуществляется именно под руководством мозжечка, и поэтому стереотипные движения нами не осознаются. В последнее время многие ученые склоняются к тому, что мозжечок играет роль и в освоении более сложных форм поведения.

Промежуточный мозг располагается в глубине мозга, под его полушариями, между другими частями. Промежуточный мозг принимает информацию от органов чувств (за исключением обоняния). Эту роль главным образом играет таламус, так сказать, привратник большого мозга. Таламус (зрительный бугор) решает, в зависимости от обстоятельств, какую информацию надо передать в большой мозг, а какую – нет.

На вас сейчас надет пояс? Вы его чувствуете? До того как я задал этот вопрос, вы его – почти наверняка – не чувствовали. Таламус отсек эту информацию от большого мозга, но нервные волокна постоянно передают в таламус сигналы о легком давлении в области талии. Только в том случае, если большой мозг пожелает удостовериться, что пояс на месте, вы снова начнете осознавать его присутствие. Кроме того, таламус отреагирует и начнет пропускать информацию о поясе в большой мозг, если вас кто-то за пояс дернет. Я, например, живу возле церкви. Когда колокол отбивает очередной час, я едва слышу этот звон, а гости от неожиданности вздрагивают. Когда мы спим, таламус вообще практически запирает ворота, отгораживая нас от ненужного потока поступающей в мозг информации от органов чувств. Кроме того, в промежуточном мозге расположен еще и гипоталамус (буквально подбугорье, то есть область «под таламусом»), управляющий деятельностью автономной (вегетативной) нервной системы, регулирующей автоматические процессы, протекающие в организме, а также вместе с гипофизом осуществляющий и гормональную регуляцию.

Большой мозг – это та часть головного мозга, которую мы, как правило, имеем в виду, произнося слово «мозг». Когда мы смотрим на мозг сверху, мы видим складки коры большого мозга. Именно здесь локализованы способности, делающие нас людьми и выделяющие из остального животного царства. Все вышеназванные части головного мозга отличаются от соответствующих частей головного мозга приматов меньше, чем большой мозг человека отличается от большого мозга тех же приматов. Естественно, и в этом случае речь идет не о едином большом мозге, а о совокупности его областей – например полушарий, которые соединены между собой так называемым мозолистым телом. Полушария состоят каждое из четырех долей плюс доля островка. Доли подразделяются на участки посредством борозд и извилин. Эти участки специализируются на каких-то частных задачах и функциях. Именно здесь, в коре больших полушарий, локализованы функции нашего мышления и сознания.

Нейроны

Говоря об обучении, мы часто упоминаем клетки серого вещества. Мы говорим, что нервные клетки не восстанавливаются, опять-таки имея в виду клетки серого вещества. Так как же поживают эти наши клетки? Надо надеяться, что у вас они отнюдь не серые, ибо такой цвет мозг приобретает только в банке с консервирующим раствором. Клетки серого вещества живого мозга прозрачны, а протекающая сквозь ткани мозга кровь придает ему скорее розоватый цвет. Большая часть серого вещества представлена корой головного мозга. Здесь нервные клетки расположены чрезвычайно густо. В науке их называют «нейронами». На нейронах находятся синапсы, места переключения, в которых нейроны соединяются друг с другом. Помимо этого, в мозге есть клетки еще трех типов. Об этих клетках в популярной литературе пишут реже, хотя именно они помогают нервным клеткам нормально функционировать. Эти клетки называют глиальными. Белое вещество мозга состоит прежде всего из нервных волокон, соединяющих между собой нейроны.

Как уже было сказано выше, в человеческом мозге содержатся от 86 до 100 миллиардов нейронов. Размеры нейронов сильно варьируют – от четырех до ста микрометров в диаметре. Таким образом, футбольный мяч в 1,4 миллиарда раз больше среднего (приблизительно шарообразного) нейрона диаметром 20 микрометров. Однако если развернуть и выпрямить все связи нейронов, то эта цепь протянется в длину на 1720 километров – это расстояние в два раза больше расстояния от Фленсбурга до Мюнхена. Естественно, нейроны есть не только в головном мозге – они рассеяны по всему нашему телу. В спинном мозге число нейронов достигает 20 миллионов, а в кишечнике их более 100 миллионов, так что мы можем с полным правом говорить о «кишечном» или «втором» мозге.

Нейроны – это особая форма клеток организма. Существуют разные виды нейронов, но для всех них характерно одно свойство – способность «проводить возбуждение», то есть способность, в зависимости от входящего сигнала, порождать и передавать дальше другой сигнал – или, как говорят нейрофизиологи, «разряжаться». Один нейрон может разряжаться до нескольких десятков раз в секунду. При этом у нейрона множество входов и только один выход. Этот выход работает по принципу «все или ничего». У возбуждения существует порог. Если этот порог достигнут, то происходит разряд. Это можно сравнить со средневековой деревней. На стенах, окружающих деревню, сидят наблюдатели и смотрят, не приближается ли враг. Задача наблюдателей – сообщать об опасности князю в ближайшей крепости. Однако князю докладывают об опасности не каждый раз, когда вдали появляются чужаки. В этом случае в городе постоянно царила бы паника, и никому не было бы пользы от такой бдительности. Князю сообщают об угрозе только в тех случаях, когда много наблюдателей одновременно видят большое скопление чужеземцев или если те подобрались слишком близко к стенам крепости. Только тогда настает время подать сигнал тревоги.

Один нейрон может одновременно получать тысячи входящих сигналов (вероятно, что столько же было и наблюдателей вокруг крепости). Однако в результате разряда на выходе появляется один-единственный сигнал. Волокна, по которым сигналы поступают в нейрон, называются дендритами, а волокно, по которому сигнал покидает нейрон, – аксоном. Сигнал представляет собой электрический импульс, и электрические потенциалы нервных клеток (точнее, их величины) решают, разряжаться им или нет.

Существуют различные типы нервных клеток (нейронов). На рисунке показано типичное строение нервной клетки. Вокруг клеточного ядра располагается тело клетки, в которое входят многочисленные входящие отростки – дендриты. Напротив, отросток, по которому возбуждение (электрический сигнал) распространяется в направлении от клетки, только один (аксон). Каждый аксон обернут прерывистым футляром из вспомогательных клеток белого вещества. Эти футляры называются миелиновыми оболочками. Именно они обеспечивают высокую скорость проведения импульса по аксонам

Одиночные нейроны могут немногое. Нейрон либо передает сигнал, либо не передает. Это не слишком мудреная задача. С помощью такого механизма невозможно хранить информацию. Только совместная деятельность объединенных в сети нейронов обеспечивает невероятные способности, которые проявляет наш мозг. Аксон нейрона может достигать метра в длину, но при этом очень тонок. То, что мы обычно называем нервными волокнами, представляет собой пучок аксонов, упакованных в защитный футляр. Скорость передачи нервного импульса в нервной системе человека колеблется от двух до ста двадцати метров в секунду, то есть до 430 километров в час. Это больше, чем скорость гонщика «Формулы-1», но меньше скорости пассажирского реактивного самолета.

Нейроны с самым быстрым проведением импульсов по аксонам управляют движениями произвольных мышц тела. Внутри головного мозга скорость проведения по аксонам меньше, и в среднем составляет тридцать метров в секунду. Протяженности проводящих путей внутри мозга невелики, а более низкая скорость распространения импульсов обеспечивает более надежное проведение. Ничего особенного, точно так же планируют городские магистрали. Два удаленных друг от друга населенных пункта соединяют между собой широкой скоростной трассой, которая при этом занимает значительное пространство. В жилых кварталах, однако, каждый дом стоит на узкой улице, скорость движения по которой, соответственно, ограниченна.

Синапсы

В передаче возбуждения важно не только число соединений между нейронами, но и способ их деятельности. Входные и выходные пути проведения связаны с другими клетками не как электрические кабели. Пути проведения начинаются и оканчиваются особыми контактными структурами – синапсами. Сообщающиеся между собой нейроны непосредственно не соприкасаются, между ними всегда есть щель. Когда электрический импульс доходит до окончания аксона возбужденной клетки, из него выделяется сигнальное вещество (нейротрансмиттер), поступающее в щель, через которую оно переходит к началу дендрита, где соединяется с расположенными на нем рецепторами. Это соединение приводит к формированию на дендрите электрического потенциала, то есть происходит электрохимическое возбуждение. После этого нейротрансмиттер отделяется от рецептора и снова захватывается аксоном, или просто разрушается в щели. Все эти события происходят в течение ничтожных долей секунды. Нейротрансмиттер не во всех случаях приводит к возникновению потенциала действия (возбуждения следующей клетки). В некоторых случаях нейротрансмиттер лишь повышает возбудимость нейрона, а в некоторых – уменьшает ее, блокируя проведение следующих импульсов. В большинстве случаев один нейрон выделяет из своих окончаний один и тот же нейромедиатор (нейротрансмиттер). Поэтому нейроны часто классифицируют по их нейромедиаторам.

В настоящее время известно более ста различных нейротрансмиттеров. Самыми распространенными являются глутамат и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Глутамат возбуждает, передает приказ: «Разряжаться!», ГАМК отдает противоположный приказ: «Успокоиться!»

Самыми известными нейротрансмиттерами являются серотонин и дофамин, «гормоны счастья». Каждый нейротрансмиттер выполняет в нервной системе свои специфические задачи, и только потому, что один нейрон, как правило, реагирует на один-единственный медиатор, можно обнаруживать действующие нейронные сети. Например, нейроны, реагирующие на дофамин, называют «дофаминергическими». Самая известная дофаминергическая система связывает ствол мозга (а через него средний мозг) с лимбической системой. Эту систему иначе называют системой вознаграждения. Расположенные в центральной части головного мозга структуры, принадлежащие лимбической системе, очень важны для обработки эмоций, а также для формирования мотиваций и долговременной памяти. Сигналы в этой сети передаются за счет дофамина. При позитивных переживаниях, например когда мы получаем какое-то вознаграждение, в окончаниях выделяется еще больше дофамина. В этом есть несомненный биологический смысл: если мы едим и насыщаемся, то чувствуем покой, счастье и благополучие. Это ощущение откладывается в головном мозге, и память создает мотивацию вовремя и хорошо питаться.

Синапс – это соединение двух нейронов. Здесь возбуждение передается с одной нервной клетки на другую. Этот процесс осуществляется нейротрансмиттером, в данном случае дофамином. Когда нейрон «разряжается», в аксоне возникает электрическое возбуждение (вверху). Содержащийся в пузырьках нейротрансмиттер выделяется в синаптическую щель – пространство, отделяющее аксон от дендрита следующей нервной клетки. На дендритах принимающего возбуждение нейрона расположены соответствующие рецепторы – молекулы, связывающиеся с нейротрансмиттером (в данном случае с дофамином). Если с рецепторами связывается достаточное количество молекул нейротрансмиттера, на этом месте возникает электрический сигнал. Неиспользованные молекулы медиатора снова захватываются аксоном или разрушаются

Эта основополагающая система возникла давно и присутствует у всех без исключения млекопитающих. Дофамин в качестве нейротрансмиттера работает в нервной системе практически всех животных. В эти процессы активно вмешиваются наркотические вещества, вызывающие зависимость. Например, кокаин препятствует обратному захвату дофамина в синапсах. Развивается чрезмерное возбуждение, приводящее к ощущению безмерного счастья и к повышенной работоспособности. Однако при переизбытке дофамина у рецепторов притупляется чувствительность к этому нейромедиатору. Нормального количества дофамина перестает хватать без дополнительного введения кокаина или амфетамина, что довольно быстро приводит к наркотической зависимости.