Какой громкой бывает отрыжка?

При всей обширности наших познаний о своем теле нам еще предстоит очень многое узнать о мозге — уникальном органе, который сделал из обезьяны человека. Мозг наделяет нас способностью думать, учиться, запоминать, воображать, изобретать и делать много чего еще. Он помог людям изменить окружающую среду, создать цивилизацию и добиться доминирующего положения над всеми остальными видами на планете.

Однако многое в устройстве и работе мозга остается для нас тайной. Как мозг формирует ум и личность человека? И почему — интересуется один паренек — у мозгов такой уродливый внешний вид?

Сейчас мы займемся исследованием удивительного мира нашего мозга и по ходу дела дадим ответы на эти и многие другие вопросы.

Но все же на некоторые вопросы я отвечать не стану. Например, на такие:

Просто в жизни есть вещи, которые вам лучше всего узнать самим…

Почему у людей мозги умнее, чем у животных?

Дело в том, что в одной части головного мозга у нас на несколько миллиардов клеток больше. Во всем остальном мозги людей и других животных более-менее одинаковы.

— Более-менее одинаковы?! Но разве может человеческий мозг быть почти таким же, как мозг обезьяны? Или даже мыши? Ведь мы намноооого умнее их. Значит, и мозги у нас должны быть совершенно разными…

Отличия действительно есть, но не такие большие, как можно было бы ожидать. Прежде всего следует отметить, что у всех нас — обезьян, мышей и людей — мозги сделаны из одного и того же материала. В основном это нервные клетки (или нейроны), сгруппированные и связанные в сложные сети, а также миллионы глиальных клеток (от греческого глия — клей), которые служат нейронам опорой и защитной оболочкой. У всех нас есть похожие мозговые структуры, такие как спинной мозг и ствол мозга, которые получают сообщения от чувствительных нервов в мышцах, органах и коже. У всех нас в стволе мозга есть участки, которые управляют автоматическими функциями тела, такими как дыхание[27] и кровообращение. У всех нас в основании головного мозга (там, где он соединяется со стволом мозга) есть участки, которые помогают нам учиться ходить, бегать и прыгать. И у всех нас в головном мозге есть один участок, который называется большим мозгом и помогает изучать, запоминать и понимать то, что происходит вокруг.

Однако в ходе эволюции у людей некоторые из этих участков увеличились намного больше, чем у животных, и благодаря этому мы стали в некотором отношении умнее их.

— Выходит, что мы соображаем лучше других животных, потому что у нас мозг больше, чем у них?

Отчасти да. Вполне естественно, что у крупных животных, таких как люди и слоны, мозг больше, чем у мелких, например у мышей. Но даже по меркам больших животных человеческий мозг непомерно велик.

Взрослый человек средней комплекции весит около 70 кг и носит в себе 1,5 кг мозга (2,1 % от общего веса тела). Мозг зрелого азиатского слона весит в пять раз больше нашего — 7,5 кг. Но это всего лишь 0,15 % от пяти тонн общего веса его тела. Другими словами, общий размер мозга большого значения не имеет, но дело не только в этом.

— Может быть, все дело в соотношении его веса с общим весом всего тела?

И даже не в этом. Вес мозга мыши составляет около 3,3 % от веса ее тела, так что в сравнении с размерами ее тела мозг мыши намного больше нашего! Однако ума у мышей явно не больше, чем у нас. Значит, причина появления у людей такого большого ума вовсе не в том, что увеличился весь наш мозг, а в том, что увеличились некоторые его участки.

— И какие же это участки?

Те, что находятся внутри большого мозга, известного также как конечный мозг. Он состоит из двух больших, похожих на кочаны цветной капусты полушарий, которые образуют вокруг остального мозга что-то вроде покрытой морщинами коры.[28] Именно в нем заключается наше главное отличие от других животных. Остальные части мозга увеличивались у людей пропорционально размерам нашего тела. Но конечный мозг раздулся до громадных размеров, наделив нас большинством способностей, которые позволили человеку выделиться из всех остальных животных.

— И что же в нем такого особенного?

Он содержит миллионы плотно упакованных нейронов, которые имеют между собой более сложные связи, чем в любых других участках мозга. Именно эти клетки наделяют нас поразительной способностью понимать окружающий мир, осваивать и запоминать сложные навыки, то есть умственными способностями. И по этой же причине животные, способные обучаться и запоминать новые трюки, производят на нас больше впечатления, чем животные «умные» в других отношениях.

— Что вы имеете в виду?

Дело в том, что многие животные демонстрируют «ум» или «сообразительность» в самых разных ситуациях, не связанных с обучением новым вещам. Некоторые птицы вьют себе гнезда в форме корзин, способных вызвать зависть у мастеров народных промыслов. Термиты без помощи архитекторов и строительной техники возводят громадные сооружения, которые по сравнению с самими строителями выглядят небоскребами. Некоторые киты ориентируются в безбрежных океанских просторах, читая магнитное поле Земли, словно географическую карту. Однако мы не часто называем этих животных «умными». Эту оценку мы обычно приберегаем для таких животных, как шимпанзе, которые поражают нас почти человеческими умениями, например способностью использовать палки как инструменты. Или для тех, кто овладевает новыми навыками у нас на глазах, вроде говорящих попугаев или собак, выполняющих команды «сидеть», «лежать» и «апорт».

— Хм. А ведь правда. Мне такая мысль даже в голову никогда не приходила.

Мало того, когда животные демонстрируют такие приобретенные способности, мы проникаемся к ним симпатией и сочувствием. И, может быть, как раз поэтому многие люди с удовольствием держат кошек и собак в качестве умных питомцев, но мало кто согласится полакомиться их мясом. По той же причине мы можем с аппетитом есть «глупых» индюшек и кур, но не включаем в меню попугаев. Есть рыбу — это хорошо, а дельфинов — плохо. И так далее.

— Но не по тому ли мы не употребляем в пищу дельфинов и попугаев, что они встречаются реже, чем рыба и куры?

Отчасти да. Но некоторые рыбы, например атлантическая треска, встречаются даже реже дельфинов. Тем не менее, многие люди с удовольствием едят треску. Похоже, что для большинства из нас в пищу годится почти любое животное, если только оно не кажется нам слишком умным. А единственная разница между животными, которых мы называем «умными», и теми, кого считаем «глупыми», заключается в одном-единственном увеличенном участке мозга.

— Что-то я не врубаюсь. Вы хотите сказать, что нам нужно перестать есть глупых животных или начать есть умных?

Ни то ни другое. Я просто говорю, что, когда речь заходит о животных, нам не следует давать им оценку только по их «умственным способностям». Это особенно важно для редких и исчезающих животных. В списке видов, подвергающихся самой большой опасности, много лягушек, тритонов, птиц и насекомых. Никого из них мы не считаем умными, но это не должно определять для нас их ценность и ослабить наше желание защитить их.[29] Мы можем сколько угодно гордиться тем, что природа сделала нас такими умными, но в то же время нам следует отдавать должное всем другим животным независимо от того, насколько они умны или глупы по нашим меркам.

— Вы намекаете на то, что наш большой мозг — это не повод для большого самомнения?

Угадали. Это самая умная постановка вопроса!

Почему мозги похожи из уродливую цветную капусту?

Морщины на поверхности мозга, возможно, не слишком симпатичны, но зато они помогают ускорить работу мозга, приближая нервные клетки друг к другу и укорачивая путь проходящих между ними сигналов.

— Значит, поэтому он такой уродливый?

На мой взгляд, не такой уж он и уродлив.

— Нет, уродлив. Безобразно уродлив. Он такой весь из себя серый, морщинистый, распухший и…

Хватит, довольно. Словом, это не самая красивая вещь на свете. Но он создан не для красоты, а для того, чтобы выполнять работу. И если честно, то большинство других внутренних органов тоже не очень симпатичны на вид. Человеческое сердце сильно смахивает на маленький, мясистый, наполовину сдутый футбольный мяч, покрытый пульсирующими венами и артериями. Легкие напоминают два мокрых, губчатых мешка. А кишки вообще походят на гигантских, скользких червей. Но поскольку все они спрятаны внутри тела, мы их все равно не видим. То же самое в полной мере относится и к мозгу. Разве не так?

— Да, но другие органы хотя бы гладкие и округлые, а не такие морщинистые и водянистые.

А чем вам так не угодили морщины?

— Да просто не нравятся и все.

Но без них наш мозг не смог бы справиться с тем невероятным объемом работы, которую он выполняет.

— А почему?

Чтобы это понять, нам нужно вернуться немного назад и посмотреть, как происходило развитие мозга…

Так же как все остальные части тела, мозг развивался для того, чтобы выполнять определенную работу. В то время как другие животные решали задачу выживания, полагаясь на свои зубы, челюсти, мощные мышцы или искусный камуфляж, нашему виду пришлось добиваться нынешнего положения главным образом при помощи головы. Чтобы выживать и процветать, мы используем сложные инструменты, тактические приемы, воспоминания и способность к обучению. Но мы не смогли бы этого делать, если бы не вырастили себе большой, сложный и мощный мозг. И как раз это породило проблему.

— Какую?

Для того чтобы построить, прокормить и заставить работать большой, сложный мозг, требуется очень много энергии. Ученые установили, что мозг, на долю которого приходится всего 2,1 % общего веса тела, расходует 15 % необходимой всему организму крови и 20 % кислорода. И такой уровень устанавливается лишь после того, как он полностью сформируется. У детей, начинающих ходить, растущий мозг использует до 60 % всех энергетических ресурсов тела. Мозг — это крупный орган, пожирающий массу энергии. Вот почему процесс увеличения мозга, которым сопровождалась эволюция мелких млекопитающих в башковитых обезьян, не мог продолжаться бесконечно. Помимо проблемы чрезмерного расхода энергии, слишком большой мозг, расположенный в самой верхней части тела на длинной и тонкой шее, было бы очень трудно удерживать и защищать. Поэтому природе пришлось отказаться от дальнейшего увеличения мозга и найти другой способ повышения его мощности. Вот тогда и появились морщины.

— И чем же они помогли?

То, что вы называете морщинами, — это просто складки внешнего слоя головного мозга, который похож на беспорядочное нагромождение возвышающихся извилин и разделяющих их борозд. Его латинское название cerebral cortex означает «мозговая, или умственная, кора». Так вот, именно с ее помощью и удалось разрешить проблему размеров мозга, сделав его более компактным и эффективным.

— Но как это удалось сделать?

Нашим животным предкам приходилось использовать все клетки мозга, которыми их наделила природа, а сделать эти клетки (или нейроны) еще меньше, чем они уже стали, наверное, было нельзя. Вместо этого природа пошла по пути формирования борозд и извилин, что позволило увеличить мощность мозга, так как нейроны стали располагаться намного ближе друг к другу. Такое хитроумное «мозговое оригами» сократило расстояние между группами нейронов в разных частях коры и тем самым ускорило прохождение сигналов, которыми они обмениваются. К тому же это позволило создать больше связей между парами нейронов и повысить разветвленность нейронных цепей. В результате мозг стал способен выполнять более сложные функции, например учиться решать сложные задачи.[30]

— Значит, у других животных мозги тоже с извилинами?

У некоторых, но не у всех. И данный факт помог ученым выяснить, как мозг использовал эти борозды и извилины в процессе своего эволюционного развития. Они есть на мозге человека и некоторых других высокоразвитых животных, таких как обезьяны и дельфины, хотя у них этих борозд и извилин меньше, чем у нас. Складки на мозге есть и у кошек, собак и мышей, но их еще меньше, чем у обезьян и дельфинов. У птиц, рептилий и рыб складок на мозге нет вообще, а к тому времени, когда мы дойдем до медуз, то у них не окажется даже более-менее плотного мозга — просто паутина или сеть нервных клеток. У некоторых медуз их можно даже увидеть, если рассмотреть их прозрачные тела на просвет, пока они еще живы.

— Тьфу, какая гадость! Хорошо еще, что вы не можете заглянуть в мою голову и увидеть мой мозг. Кошмарное было бы зрелище.

Послушайте. Ваш мозг — это прекрасный, чрезвычайно тонкий биологический механизм, разве не так? Возможно даже, что это самая сложная структура во всей Вселенной! Уважайте его хотя бы за это.

— Да, но все же выглядит он просто мерзко. Как большой, мясистый кочан цветной капусты, покрытый морщинистыми…

Все, хватит, я сдаюсь.

Можем ли мы забыть дышать?

К счастью, нет. Здоровый человек дышит автоматически на протяжении всей жизни. Встроенная в наш мозг древняя система автоматического управления надежно контролирует процесс дыхания в режиме «автопилота», и поэтому нам не приходится об этом беспокоиться.

— Тоже мне, новость! Пока человек жив, он дышит. Это ежу понятно. Меня интересует, можем ли мы — как бы это получше выразиться — перестать это делать? Например, нечаянно или как-нибудь еще?

Если дыхательные пути (проход для воздуха изо рта в легкие) не заблокированы и организм здоров и не поврежден, тогда нет. Наш мозг позаботится о том, чтобы мы не пропустили ни одного вздоха.

— Но ведь это можно сделать, если захотеть, правда? Нужно всего лишь задержать дыхание.

Совершенно верно. Можно.

— И можно нарочно ускорить или замедлить дыхание. Нужно только подумать об этом.

Вы правы. Это тоже можно.

— Но как организм поймет, что нужно снова начать дышать, когда мы перестанем об этом думать? И разве не может случиться так, что этот «автопилот» забудет включиться? Хотя бы раз?

Вообще-то нет. Пока мозг будет оставаться живым и здоровым, «автопилот» ни на секунду не отключится полностью. Мы можем временно взять управление на себя, если зададимся целью изменить режим дыхания, но этот «автопилот» всегда будет находиться рядом и контролировать ситуацию. И если вы попытаетесь сделать что-то действительно недопустимое, он немедленно восстановит автоматическое управление.

— А как он устроен?

По большей части все контролируется нервами, которые проходят через позвоночник и входят в основание мозга. Эти спинномозговые нервы соединяются в пучки и образуют один большой, толстый ствол, именуемый спинным мозгом. По нему чувствительные (или сенсорные) нервы переносят информацию от всех участков тела в головной мозг, а двигательные (или моторные) нервы передают сигналы от головного мозга участкам тела.

На верхнем конце нервного ствола находятся три участка мозга — продолговатый мозг, варолиев мост и мозжечок. Они обрабатывают сигналы, полученные от спинного мозга, и посылают сигналы органам и мышцам тела. Совместными усилиями эти участки справляются с большинством тех функций организма, которые осуществляются автоматически.

Продолговатый мозг управляет относительно простыми автоматическими (или рефлекторными) действиями, такими как кашель и рвота, а также принимает участие в управлении дыханием и кровяным давлением. В частности, он посылает мышцам легких сигналы трех типов. Одни служат командой «наполнить легкие», вторые — «прекратить наполнение легких», а сигналы третьего типа обеспечивают ритмичность всего цикла вдох-выдох.

— Но если этот процесс движения воздуха в обе стороны идет непрерывно, то что происходит, когда мы едим или пьем? Как удается в момент глотания задержать вдох, чтобы мы не захлебнулись или не подавились?

Хороший вопрос. Продолговатый мозг получает информацию от чувствительных нервов в горле, которые активируются, когда оно наполняется или растягивается. Поэтому, когда мы проглатываем кусок пищи или глоток воды, продолговатый мозг изменяет ритм подачи сигналов и посылает сигнал «прекратить наполнение легких», чтобы пища или вода успели пройти через горло и дыхательные пути снова освободились. Еще одна полезная функция продолговатого мозга позволяет ему «исправить ситуацию» в том случае, когда что-то пойдет не так. Если пища застрянет в горле или мы случайно вдохнем воду, то он использует свою способность управлять кашлевым и рвотным рефлексами и поможет нам снова очистить дыхательные пути.

— Значит, продолговатый мозг и есть тот самый «автопилот», о котором вы говорили?

Нет, он лишь часть системы автоматического управления. Два других участка, варолиев мост и мозжечок, упомянутые чуть раньше, тоже принимают участие в координации дыхания. Все вместе, продолговатый мозг, варолиев мост и мозжечок, получают информацию от чувствительных нервов и рецепторов, расположенных в глазах, коже, крови и по всему мозгу. Эти три участка мозга сводят информацию воедино и затем приводят режим дыхания в соответствие с мышечной активностью, высотой над уровнем моря, температурой воздуха, уровнем стресса, режимом сна и даже с эмоциональным состоянием. В общем, это очень умный «автопилот», который не просто поддерживает ритм дыхания, но и приспосабливает его к любой нашей потребности — и никогда нас не подводит.

— Какой молодец! Но что будет, если мне захочется не дышать? Возьму и поставлю себе такую цель. Тогда он отключится?

Ненадолго. Через какое-то время потребность дышать станет слишком сильной, и вам придется возобновить дыхание, хотите вы того или нет. Даже если у вас хватит сил (и глупости), чтобы подавить эту потребность, то вы просто потеряете сознание из-за нехватки кислорода, и, пока будете в отключке, нормальное дыхание вернется. Но я никому не советую этого делать, потому что такой безумный эксперимент может привести к повреждению легких (или даже мозга).

— Спасибо, что предупредили. Тогда я и пробовать не стану.

Вот и правильно, лучше не надо.

— Но все же интересно, насколько можно задерживать дыхание?

Все зависит от физической формы человека и количества воздуха, которое за один раз могут принять его легкие (это называется объемом, или жизненной емкостью легких). У тренированных спортсменов объем легких, как правило, больше, и поэтому они способны задерживать дыхание дольше. Обычно самых высоких показателей добиваются ныряльщики. Некоторые дайверы способны оставаться под водой без акваланга дольше семи или восьми минут.[31] Так что если вы хотите увеличить эффективность своих легких — занимайтесь спортом. С другой стороны, ничто так не уменьшает жизненную емкость легких, как курение. Поэтому избегайте этой опасной привычки, как чумы.

— Буду стараться. А то, что я никогда не забуду дышать, радует. Одной заботой стало меньше!

Да, благодаря мозгу мы все можем дышать свободно.

Все ли люди видят цвета одинаково?

Нет! Люди часто видят и воспринимают цвета по-разному. И это неудивительно, потому что в каком-то смысле цвета не существуют в реальности!

— Как это так? В каком это смысле цвета не существуют? Конечно же, они существуют. Трава зеленая, кровь красная. Это все знают.

Ладно, пусть так. Но почему?

— Почему что?

Почему трава зеленая? Почему она не розовая или голубая? Или вообще не бесцветная?

— Не знаю. Просто она такая, какая есть. Кстати, это вам положено отвечать на вопросы, а не мне…

Ну хорошо, я вам скажу. Она зеленая потому, что мы считаем ее такой.

— Что?! Не морочьте мне голову.

И не думаю. Все объясняется очень просто. Вот послушайте: трава имеет цвет потому, что в ней содержится красящее вещество, или пигмент. Как вам должно быть известно, лучи белого света на самом деле содержат свет всех цветов радуги, то, что физики называют спектром видимого света.

— Что ж… пока понятно.

В сущности, каждый цвет спектра — это просто свет определенной частоты. Подобно радиоволнам разных частот, которые передаются радиостанциями и улавливаются радиоприемниками, настроенными на их получение, световые волны тоже могут быть разной частоты. Наши глаза улавливают их, и мы воспринимаем разные частоты, как разные цвета. Мы называем самую низкую частоту видимого спектра красным цветом. Самая высокая частота получила название «фиолетовый цвет». Между ними располагаются оранжевый, желтый, зеленый, голубой и синий. Все остальные цвета, такие как розовый, пурпурный и коричневый, — это названия, которые мы дали различным смесям этих семи основных частот (или цветов) видимого света.

— Ладно. С этим разобрались. А теперь объясните, при чем тут пигменты?

Пигментами называют вещества, которые отражают одни световые частоты и поглощают другие. Такой пигмент содержит трава. Он называется хлорофиллом и отражает свет определенной частоты, который мы называем зеленым цветом, а свет остальных частот поглощает. Из этого следует, что трава зеленая, потому что она отражает зеленый свет. Но зеленым он является лишь потому, что мы так называем свет этой частоты.

— Но если мы все согласились с тем, что следует считать зеленым цветом, значит, мы все должны согласиться и с тем, что трава зеленая, разве не так?

А вот и нет. Далеко не все могут согласиться с тем, как выглядит зеленый цвет. К тому же не все мы наделены способностью улавливать разницу между светом разных частот, и поэтому не все могут отличить, к примеру, красный свет от зеленого.

— Вы имеете в виду дальтоников?

Да, это самый лучший пример. Но даже у тех, кто не относится к дальтоникам, способность различать разные цвета развита неодинаково. Ученые установили, что даже два человека с «нормальным» цветовым зрением часто не сходятся во мнении о том, является объект чисто красным или красновато-оранжевым, чисто голубым или голубовато-зеленым и так далее.

— Но в чем же тогда причина?

Отчасти в том, что природа наделяет людей разным соотношением глазных клеток, отвечающих за распознавание цветов. Видимый свет проникает в глаз и падает на сетчатку — внутреннюю оболочку задней стенки глаза. В сетчатке есть три вида клеток (колбочек), содержащих пигменты, молекулы которых под действием света изменяют свою форму. Каждый пигмент реагирует на свет определенного диапазона частот, который мы называем цветом. Так, красные колбочки позволяют различать «красные» частоты, синие улавливают «синие» частоты, а что делают зеленые колбочки, вы уже догадались. Но поскольку пигменты в этих трех видах клеток контролируются генами (а пигментные гены не у всех одинаковы), то у одних людей колбочки работают лучше, чем у других. Вот почему вы можете быть на 100 % уверены, что на вас зеленая футболка, а кому-то, с другими пигментными генами, она будет — в самом прямом смысле — казаться красной.

Между прочим, такое происходит не только с цветами. Аналогичные разногласия у людей могут возникать по поводу звуков, запахов, вкусов и других ощущений.

— Но почему? Неужели их гены слуха, запаха и вкуса тоже разные?

Отчасти да. Запахи и вкусы различают специальные сенсорные белки-хеморецепторы, которые у некоторых людей могут очень сильно отличаться, повышая или снижая восприимчивость их носа и языка к определенным ароматам и вкусовым ощущениям. Но многое зависит еще и от того, как эти ощущения «прочитывает» наш мозг.

— Он что, умеет читать?

Видите ли, наш мозг может получать сведения от глаз, ушей, языка, носа и кожи только одним способом — в виде серии импульсов, поступающих по нервам. Внутри органов чувств каждая частица информации о внешнем мире — изображение, звук, запах, вкус — преобразуется в закодированный сигнал и по сенсорным, или чувствительным, нервам передается в определенную часть мозга.

Вот почему громкий шум доходит до мозга в форме электрических сигналов. Но то же самое происходит с ярким светом, сильным запахом и резким вкусом. Единственная разница заключается в том, в какую часть мозга они прибывают. Мозг «прочитывает», или расшифровывает, сигнал и объясняет его с помощью прошлых воспоминаний.

Другими словами, мозг получает данные от органов чувств, а затем создает как бы виртуальную реальность, позволяющую охарактеризовать окружающий мир. Запаха травы, вкуса шоколада, зеленого цвета и пиликания скрипки — всего этого на самом деле нет. Это просто названия, которые мозг дает определенным химическим веществам в нашей пище или определенным частотам света и звука, чтобы помочь нам осмыслить мир вокруг нас.

— Уж слишком все это запутанно.

И это еще цветочки. В некоторых редких случаях развивающийся мозг «неправильно себя программирует», и тогда у людей появляется странная особенность восприятия, которая называется синестезией. Такие люди могут воспринимать запахи и цвета как музыку, а услышав какое-то слово, ощущать вкус картошки. Причина этого явления, возможно, в том, что кодированные сигналы звуков поступают не в ту часть мозга, куда нужно, или в несколько участков мозга одновременно.

— С ума сойти! Может, я тоже из их числа?

Есть только один способ выяснить.

— И какой?

Пойдите, понюхайте вашу любимую мелодию и скажите мне, какого она цвета.

В какой части мозга живет наш ум?

Во всех, и, может, даже в других частях тела тоже. Наш мозг — это всего лишь скопление нервных клеток, а ум — результат их взаимодействия.

— Да ладно вам. Ум должен находиться в каком-то определенном месте, он просто не может быть повсюду.

Почему вы так решили?

— Ну… разные части мозга управляют разными органами и ощущениями, ведь так? В том смысле, что одна часть управляет левой ногой, а другая — правой. Один участок отвечает за слух, а другой — за зрение. Правильно?

Да, отчасти так оно и есть. Разные отделы двигательной, или моторной, зоны коры головного мозга управляют мышцами разных частей тела. Отделы соматосенсорной зоны контролируют тактильные ощущения и температуру различных участков кожи. Кроме того, есть еще визуальные, слуховые и обонятельные зоны, которые воспринимают и обрабатывают образы, звуки и запахи.

— Значит, должен быть отдельный участок для воспоминаний и отдельный для мышления.

К сожалению, все не так просто, как хотелось бы. Моторной и сенсорной зонам приходится взаимодействовать с другими частями мозга, чтобы согласовывать наши действия и объяснять то, что мы видим и слышим. Когда мы ходим, бегаем или катаемся на велосипеде, клетки в моторной зоне коры должны обмениваться сигналами с клетками мозжечка и других участков, чтобы «вспоминать», как это делается, и координировать весь комплекс движений. Всякий раз, когда мы наблюдаем за проезжающей машиной, зрительные центры нашего мозга взаимодействуют с другими участками, чтобы распознать в увиденном образе «машину», определить ее скорость, направление движения и другие черты (цвет, марку и прочее). Поэтому даже относительно простые действия осуществляются с помощью нескольких участков мозга. А результаты сканирований и других научных исследований показывают, что в таких сложных процессах, как воспоминания, мысли и чувства, одновременно используется множество зон и отделов в самых разных участках мозга.

— Получается, что участки, отвечающие за мышление и память, разбросаны по всей поверхности мозга?

Боюсь, тут придется копать глубже. Действительно, в сложных мыслительных процессах некоторые зоны внешнего слоя головного мозга (или умственной коры) играют главную роль, но для формирования мыслей и воспоминаний они все равно должны взаимодействовать с множеством других участков мозга. Кроме того, клетки мозга (или нейроны) в разных его участках не так уж сильно отличаются друг от друга. Нейроны «зрительной» зоны очень похожи на своих собратьев из «слуховой» зоны. Нейроны, управляющие большим пальцем нашей правой ноги, очень похожи на те, которые контролируют веки левого глаза. А нейроны во внешнем слое мозга практически ничем не отличаются от нейронов во внутренних участках. Единственная существенная разница заключается в количестве и типе связей между ними, а также в том, для подачи каких сигналов они предназначены.

— Но если различные участки мозга так похожи, то как ему удается выполнять столько разных и сложных действий?

Дело в том, что самые сложные функции мозга, такие как запоминание, обучение и мышление, осуществляются не внутри самих клеток мозга, а в ходе сетевого взаимодействия между ними. Каждая клетка способна запустить (или блокировать) механизм подачи сигналов в сотнях тысяч других клеток. В результате этих взаимодействий — миллионов одновременно выполняемых операций — формируются модели нейронных связей для передачи кодированных сигналов, которые мы называем мыслями или воспоминаниями. Мимолетные мысли и кратковременные воспоминания сохраняются у нас в голове до тех пор, пока одни и те же клетки продолжают приводить в действие друг друга, используя определенные модели прохождения сигналов по закольцованным нейронным цепям. Судя по всему, долговременное запоминание и обучение происходят в тех случаях, когда клетки образуют постоянные сети, чтобы одну и ту же модель можно было легко создавать снова и снова. И это объясняет, почему клеткам, которые кажутся слишком простыми для таких сложных функций, как мышление и запоминание, удается с ними справляться.[32]

— Словом, от вида клеток и их расположения в мозге почти ничего не зависит?

Зависит, но не очень много. Что по-настоящему важно, так это связи между ними. Наш мозг — это всего лишь куча клеток. Но наш ум — то, что мы думаем, чему учимся, что помним, а также то, что делает каждого из нас самим собой, — возникает в результате взаимодействия этих клеток и зависит от того, насколько успешно они это делают.

— Да. Мы действительно глубоко закопались.

Ничего, осталось совсем немного. А пока подумайте вот о чем. Если считать чувства и эмоции тоже частью ума, то получится, что наш ум простирается за пределы мозга. Даже за пределы головы.

— Это как?

В других частях тела тоже есть нейроны. В спинном мозге, который тянется по всему позвоночнику, их около миллиарда. И хотя в основном им приходится заниматься выполнением автоматических, или рефлекторных, действий, они тоже могут испытывать воздействие мозговых химикатов, изменяющих настроение, таких как серотонин. Возможно поэтому у нас по спине бегут «мурашки», когда мы думаем о чем-то пугающем. Но если спинной мозг тоже вовлечен в процессы, которые мы называем мыслями или эмоциями, значит, и его нужно считать частью ума?

— Боюсь, мы зашли уже слишком далеко.

А еще следует упомянуть о миллионах нейронов, расположенных в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ). Их там почти столько же, сколько в спинном мозге. Между прочим, на долю нейронов ЖКТ приходится больше 90 % всего серотонина, производимого нашим организмом. Вероятно, поэтому во многих культурах принято считать, что эмоции начинаются в животе, а не в голове. (Например, в японском языке выражение «ходить с поднявшимся животом» употребляется в значении «сердиться», а в английском языке выражение «чувствовать бабочек в животе» означает «нервничать»). И когда мы ощущаем страх, любовь или нервозность у себя в животе, то это не обманчивое впечатление, а прямой результат взаимодействия нейронов ЖКТ с нейронами головного мозга, который порождает эти эмоции. Как будто у нас там находится второй мозг или, по меньшей мере, вспомогательный.

— Пожалуй, сейчас вспомогательный мозг мне пришелся бы кстати.

Это почему?

— Кажется, мой основной уже битком забит.

Ну что вы, я уверен, там еще полным-полно места. Просто читайте дальше, и мы доберемся до цели!

Почему музыка навевает воспоминания?

Мы еще многого не знаем о том, как формируются воспоминания, но есть мнение, что мозг собирает и хранит их частями, а не целиком. Вот почему какое-нибудь музыкальное произведение может оказаться особенно ярким кусочком воспоминания, который потянет за собой все остальные его части.

— То есть воспоминания приходят к нам по частям?

Трудно утверждать это наверняка, но похоже на то. Нейробиологи (ученые, которые изучают мозг и нервную систему) в течение многих лет используют сканирование мозга и сложные эксперименты, чтобы узнать, как и где формируются воспоминания. Полученные ими данные позволяют предположить, что отдельное воспоминание может создаваться в какой-то одной части мозга, но храниться — в нескольких разных местах. Другими словами, где-то по дороге воспоминание разбивается на части. И когда мы пытаемся что-то вспомнить, то заставляем нейроны посылать сигналы во все эти места, чтобы воссоздать целое. Чем-то похоже на головоломку, в которой нужно соединить точки, чтобы в конце получить всю картинку.

— Но зачем мозгу такие сложности? Почему просто не хранить все в одном месте?

Возможно, это позволяет мозгу многократно использовать похожие кусочки воспоминаний вместо того, чтобы создавать каждое новое с нуля, и тем самым помогает увеличивать доступное пространство памяти. И, наверное, так легче систематизировать воспоминания и разбираться в них. Например, воспоминание о яблоке можно разделить на части и связать с другими воспоминаниями, скажем, о пожарных машинах, теннисных мячах и бананах. И если мы подумаем о яблоке, то сможем быстро создать его мысленный образ, сравнивая с другими «красными предметами», «маленькими шарообразными предметами» и «фруктами». В этом случае нам не нужно хранить информацию обо всех мелких деталях каждого нового предмета, с которым мы сталкиваемся. Достаточно сохранить в памяти лишь то, что отличает его от других похожих вещей. Так можно уменьшить количество информации в каждом воспоминании и сэкономить общее пространство памяти. Теперь понятно?

— Думаю, да. Но как именно создаются воспоминания? Как они выглядят?

Нейробиологи почти уверены, что краткосрочные (или временные) воспоминания создаются путем соединения групп нейронов (или клеток мозга) в закольцованные цепи, или петли. Нейроны похожи на микроскопических осьминогов с тысячами щупалец. Каждая клетка может соединяться с тысячами других, отращивая щупальце в направлении каждой из них. Миллиарды нейронов в нашем мозге создают триллионы щупальцевых связей, в результате чего образуется колоссальная, неописуемо сложная паутина взаимных контактов. Но нервные сигналы (или импульсы) не могут с одинаковой легкостью двигаться по всем щупальцам. Одни щупальца позволяют сигналам свободно проходить между клетками, другие полностью их блокируют, а третьи обеспечивают более или менее хорошую проходимость. Когда мы формируем новое воспоминание, наш мозг изменяет способ взаимодействия нейронов и создает уникальную модель нейронной связи, усиливая поток сигналов между конкретной группой нейронов, соединенных в одну большую петлю или цепь щупалец.

— Пока понятно…

Но это изменение является лишь временным, и для того, чтобы сохранить воспоминание больше чем на пару часов, его нужно превратить в долговременное. Об этом механизме нейробиологи знают гораздо меньше, но многие считают, что он связан с отращиванием новых, постоянных щупальцевых связей между клетками. Поэтому, когда мы учимся и запоминаем новые вещи, наш мозг постоянно переделывает сам себя, выстраивая новые цепи и петли, по которым могут проходить потоки нервных сигналов. И тогда нам остается только активизировать какую-нибудь одну часть воспоминания, например услышать отрывок музыкального произведения, чтобы сигнал почти автоматически прошел по всей остальной цепи и принес с собой остальные детали этого произведения и всего, что у нас с ним ассоциируется. Однако следует отметить, что это лишь гипотеза, и никаких точных сведений о том, как на самом деле формируются долговременные воспоминания, у нас пока нет.

— А почему?

Потому что в отличие от временных (или краткосрочных) воспоминаний, за формированием которых наблюдать довольно несложно, изучение долгосрочных воспоминаний требует постоянной работы с одними и теми же людьми на протяжении нескольких лет или даже десятилетий. Кроме того, очень трудно сравнивать старые воспоминания с событиями, которые их вызвали, поскольку эти события могли произойти так давно, что никаких точных описаний того, что было на самом деле, просто не сохранилось.

— Но все же интересно знать, где в мозге хранятся воспоминания? Может быть, подобно старым, вышедшим из моды вещам, они валяются в каком-нибудь пыльном чулане?

Тут тоже трудно сказать что-нибудь определенное, поскольку долговременные воспоминания слишком трудно изучать. Но мы почти уверены, что они формируются в передней части мозга, которую называют префронтальной корой. Оттуда они либо исчезают (если событие забывается), либо переводятся в какие-то другие области мозга и там превращаются в постоянные, долговременные воспоминания.

— Но откуда мы знаем, что они формируются в передней части мозга?

Потому что люди, у которых эта область повреждена, не могут формировать новые воспоминания. Они могут чувствовать себя прекрасно во всех других отношениях, но теряют способность запомнить что-нибудь новое.

— Странно.

Кроме того, у приматов (таких как люди и обезьяны), префронтальная область коры головного мозга намного больше, чем у других животных. Этим можно объяснить, почему мы (и другие приматы) проявляем больше способностей к обучению, чем большинство других животных.[33] Мы лучше учимся в первую очередь потому, что легче запоминаем информацию.

— Так значит обучение и запоминание — это одно и то же?

Нет, но первого не может быть без второго. Представьте, что вы научились чему-то новому, скажем, вызубрили таблицу умножения, а через неделю полностью ее забыли. А теперь скажите, вы на самом деле выучили таблицу умножения или просто помнили ее какое-то время?

— Ах вот в чем дело. Теперь понятно.

Если кратковременные воспоминания не сделать постоянными, они сотрутся и не помогут нам ничему научиться. Другими словами, мы не сможем учиться, если не будем формировать долговременные воспоминания. Кстати, этим отчасти можно объяснить, почему пожилые люди быстрее забывают и хуже учатся, чем молодые. С возрастом мозг теряет гибкость и способность к формированию новых связей. Вот почему старикам труднее что-то запомнить или научиться чему-то новому. С другой стороны, детский мозг настолько пластичен, что в нем постоянно образуются новые связи. Иногда это приводит к внезапному соединению воспоминаний, никак не связанных между собой, к чему-то похожему на «короткое замыкание». Возможно, как раз по этой причине дети часто вспоминают то, чего не было, и, может быть, по той же причине у них чаще, чем у взрослых, возникает ощущение дежавю.[34]

— Теперь понятно, почему одни вещи я способен вспомнить, а другие нет.

Это какие?

— Ну, например, я легко могу вспомнить все слова моих любимых песен. Но мне трудно вспомнить телефоны моих друзей, не заглядывая в записную книжку. А еще труднее вспоминать имена людей и исторические даты в школе.

Как я уже сказал, в этой области есть еще много такого, чего мы не знаем. Но психологи и нейробиологи уже давно подметили, что люди легче формируют воспоминания и учатся, если используют для этого образы, звуки и запахи, а не только одни слова или числа.

— Значит, картины и музыка помогают сделать воспоминания более устойчивыми?

Вроде того. И, возможно, поэтому музыка способна пробуждать воспоминания о событиях многолетней давности. Если музыка была самой яркой частью события, то ее звуки активизируют всю остальную «цепь» воспоминания, о которой мы говорили ранее. Но этот механизм можно заставить работать в обратном направлении и использовать для запоминания вещей, которые трудно запомнить другими способами.

— Это как?

Иногда мы не можем запомнить имена, даты или номера потому, что они представляются нашему мозгу слишком «обычными» или «неинтересными». Некоторые люди справляются с этой проблемой с помощью специальных приемов запоминания, таких как привязывание слова к образу или числа — к звуку. Такие уловки помогут нам, в случае необходимости, «почувствовать запах» ответа на задачу «12 х 12» или «увидеть» образ, который поможет вспомнить имя человека.

— Что-то я не совсем понял.

Скажем, вам нужно запомнить имена премьер-министров Великобритании. Тони Блеру вы можете дать имя Тони Кучерявый и мысленно нарисовать дом на Даунинг-стрит, 10, а рядом с ним мужчину в строгом костюме, покрытого таким количеством кудрявых локонов, что они лезут из рукавов пиджака и ворота рубашки, полностью закрывая ему лицо.

И когда на контрольной или на экзамене вам достанется вопрос «Премьер-министры», одного вида этих слов будет достаточно, чтобы вызвать в памяти образ Тони Кучерявого, покрытого длинными, вьющимися локонами.

И чем чаще вы будете так поступать, тем лучше будет запоминаться учебный материал. Это станет для вашего мозга чем-то вроде «тренировки памяти».

— Замечательно! Я запомню все, что написано в учебниках, сдам все экзамены на «отлично», а потом… ой, погодите минутку…

Что случилось?

— Не могу вспомнить, куда я ее положил.

Что, вашу книгу?

— Нет, сумку с учебниками.

Тогда не теряйте времени и начинайте тренировать память.

Зачем нам нужен сон?

Сон помогает переводить мозг в режим ожидания, чтобы он мог спокойно заняться учебой, строительством воспоминаний и самосовершенствованием. В любом случае, без сна мы не можем долго оставаться здоровыми.

— Странно. Зачем мозгу режим ожидания? Он что, пытается сэкономить энергию?

Дело не в этом. Во всяком случае, если бы речь шла только об экономии, сон не стал бы самым лучшим решением проблемы.

— Что вы этим хотите сказать?

Действительно, во время сна наш организм использует в целом намного меньше энергии, чем в состоянии бодрствования. В этом отношении все логично. Обычно мы спим лежа, и поэтому мышцам ног, спины и шеи не нужно напрягаться, чтобы удерживать тело в вертикальном положении. Кроме того, мы почти не двигаемся, и другие мышцы тоже могут расслабиться. Наши глаза закрыты, и это позволяет мозгу экономить огромное количество энергии, которая расходуется в часы бодрствования на обработку непрерывного потока изображений, поступающих от органов зрения со скоростью несколько тысяч в минуту. Но даже когда наше тело отдыхает во время сна, мозг остается активным. И даже очень активным.

— А чем же он занимается?

Нейробиологи до сих пор ищут ответ на этот вопрос. Но они уже многое узнали, сканируя мозг добровольцев во время сна, и считают, что во сне мозг, скорее всего, занимается обучением и формированием воспоминаний.

— Но неужели для этого нам нужно спать? Ведь мы все время учимся и что-то запоминаем, разве не так?

Да, все так, но это происходит не по волшебству. Наш мозг обрабатывает информацию о вещах, которые мы видим, слышим, пробуем на вкус и чувствуем, а потом использует этот опыт для создания воспоминаний. Срок существования этих воспоминаний может быть разным, от нескольких секунд до всей жизни. Одни воспоминания превращаются в знания, другие нет. Все зависит от того, как долго они сохраняются в памяти.

— А с чем это связано?

Как это получается, пока еще не ясно, но похоже на то, что долговременные воспоминания и знания хранятся в мозге не так, как воспоминания, которые живут недолго (и легко забываются).[35] Кратковременные воспоминания формируются с помощью незначительных, временных изменений в способах взаимодействия нервных клеток друг с другом. Но когда формируются долговременные воспоминания, мозг фактически переделывает себя — выращивает и строит новые связи между нервными клетками и надолго изменяет формы и структуры во многих своих участках. Почти как компьютер, который перестраивает структуру электронных схем, чтобы сделать себе апгрейд.

— Вот здорово! Звучит очень даже круто.

Что да, то да. И чтобы этот апгрейд прошел успешно, нам лучше ему не мешать. И вот тут на сцену выходит сон. Он отключает на время наши несущественные функции и чувства, чтобы предотвратить проблемы во время «апгрейда памяти», который проводится в конце каждого дня.

В любом случае, надо полагать, что это действительно необходимо для эффективной работы мозга, поскольку то же самое делает большинство высокоразвитых животных.

Ведь, если подумать, то спать в условиях дикой природы очень рискованно. Спящее животное становится идеальным поздним ужином для ленивого хищника. Некоторые животные во время сна поочередно отключают половины своего мозга, чтобы оставаться настороже. Но похоже, что нашему мозгу для сохранения работоспособности требуется сон в состоянии полного покоя. Может быть, потому, что мы больше учимся, больше запоминаем и делаем это более сложными способами, чем любое другое животное.[36]

— А что будет, если человек решит совсем не спать?

Рано или поздно природа возьмет свое, и мозг погрузит его в сон, желает человек того или нет. Но у некоторых людей бывают расстройства сна, такие как бессонница, которые не дают им спать несколько дней (или вернее ночей) подряд. Эти люди (а некоторые из них в ходе экспериментов не смыкали глаз в течение долгого времени) обычно страдают от последствий лишения сна, испытывая головные боли, ухудшение памяти, спутанность сознания и трудности с обучением.

— Так сколько же сна нам нужно?

Это может зависеть от типа конституции организма, возраста и уровня активности в течение дня. Большинству взрослых для нормальной жизнедеятельности требуется, по меньшей мере, шесть часов, в то время как детям и подросткам нужно как минимум восемь часов. По всей видимости, это вполне оправданно, ведь в школе нужно много учиться и запоминать. Отдельные выдающиеся личности, такие как знаменитый художник, изобретатель и всесторонний гений Леонардо да Винчи, пытались втиснуть в сутки как можно больше часов продуктивной работы, для чего спали понемногу, но часто (Леонардо посвящал сну тридцать минут из каждых четырех часов, днем и ночью, то есть в целом спал по три часа в сутки). Однако нет никаких доказательств того, что этот режим действует лучше, чем непрерывный и глубокий ночной сон. Плюс ко всему, ложиться спать через каждые четыре часа вроде как неудобно, ведь мы не грудные младенцы.

— Нет, это не для меня. Я настоящий соня. С удовольствием спал бы целыми днями, если б мог.

Вообще-то, как показывает практика, слишком много спать тоже не очень полезно. Исследователи установили, что люди, которые спят слишком много (или слишком долго за один раз) тоже могут страдать спутанностью сознания и испытывать трудности с обучением. В придачу ко всему, это не очень хорошо для организма, поскольку во сне замедляется обмен веществ, что приводит к потере мышечной массы и накоплению жира.

— А какой продолжительности сон следует считать идеальным?

Для взрослых, вероятно, от шести до восьми часов, для детей — от восьми до десяти. Так что если вам вставать в школу в 7 утра, то где-то между 9 и 11 часами вечера вы должны уже спать (а не просто лежать в кровати). Если вы не заснете до полуночи, то назавтра в школе сможете усвоить меньше знаний.

— А что если я отправлюсь спать в полночь, но встану в школу примерно в 10 утра? Тогда продолжительность сна окажется той же самой, правильно?

В теории да, но я не уверен, что ваши родители или учителя очень обрадуются, когда вы начнете каждый день на час или два опаздывать на занятия.

— Но если все будут делать то же самое, то по утрам в постели будет валяться вся школа!

Так-то оно так, но тогда вам придется оставаться в школе на несколько часов дольше, чтобы наверстать пропущенные уроки.

— Ну уж нетушки! Тогда получится, что каждый день мне придется оставаться после уроков! Пожалуй, нужно еще раз это обдумать.

Не буду вам мешать. А я пойду делать апгрейд своей программе просмотра художественных сновидений.

Можем ли мы научиться читать чужие мысли и передвигать предметы силой своей мысли?

Пока нет никаких признаков того, что мы когда-нибудь сможем это делать с помощью одних только наших мозгов. Но некоторые люди могут общаться с машинами и управлять ими, используя свои мысли, — с помощью имплантированных в мозг электронных чипов.

— Так вы считаете, что научиться читать мысли и развить в себе экстрасенсорные способности невозможно?

Я этого не сказал. Просто очень многие люди объявляют себя телепатами (это те, кто читает чужие мысли) и телекинетиками (те, кто способен передвигать предметы силой мысли), но пока что нет никаких доказательств (или даже достоверных свидетельств), что они действительно способны делать то, о чем заявляют.

— А как же те экстрасенсы и телепаты, которых показывают по телевизору?

В большинстве случаев это легко объяснить. Эти люди используют хитрые трюки и приемы, чтобы все поверили, будто они обладают сверхъестественными или экстрасенсорными способностями, которых на самом деле у них нет. Телепаты и экстрасенсы часто применяют нечестные приемы внушения, используя специфические слова, фразы или жесты, которые вызывают в мыслях людей определенные слова или образы. Затем они делают вид, что «читают» мысли человека, и говорят ему, о чем он думает, хотя на самом деле это они вложили ему в голову нужную им мысль.

— Но это невозможно. Со мной такой номер не пройдет.

Вы в этом уверены? Хорошо. Тогда подумайте о какой-нибудь вещи: может быть, связанной с ранним детством; о том, что вы очень хотели бы получить на Рождество; о мечте, которая должна была умчать вас в дальние дали… она была вашей навязчивой идеей, которую вы постоянно прокручивали в голове… а теперь сосредоточьтесь и еще несколько раз прокрутите ее образ в своем воображении… Отлично.

— Что отлично?

Мне кажется, вы представили велосипед, я прав?

— Что?! Откуда вы узнали?

Дело в том, что я сам вложил этот образ вам в голову с помощью ключевых слов и предложений. Если бы прием не сработал — не беда. Но все прошло, как по нотам. Перечитайте еще раз мои указания, и вам станет ясно, как я это сделал: вещи… связанной с ранним детством… очень хотели (рифмуется в велик)… умчать вас в дальние дали (ассоциируется с педали)… прокрутите… и так далее. Это всего лишь примитивный пример того, как могут действовать опытные «маги» и «гипнотизеры». В современной психологии эта технология воздействия на людей называется нейролингвистическим программированием (или НЛП), потому что язык (или лингвистика) используется для того, чтобы «запрограммировать» чьи-то нейроны (или клетки мозга) на создание заданного образа или воспоминания.

— И что, они все нас так обманывают?

Не все. Некоторые из этих артистов способны подмечать малейшие особенности одежды, внешности, речи, движений рта и глаз «жертвы», и на основании этих наблюдений — строить предположения о возможном характере ее мыслей. Затем они используют наводящие вопросы, чтобы повысить вероятность правильного угадывания, или применяют НЛП, чтобы слегка изменить направление мыслей человека. Сложите все это вместе, и получится вполне убедительный сеанс телепатии. Однако это всего лишь трюк. На самом деле они не могут извлечь информацию прямо из мозга другого человека. Так же нечестно действуют и «специалисты» по телекинезу. Многие из них заявляют, что способны передвигать стаканы, сгибать ложки и всякое прочее, но в действительности движение предметов осуществляется с помощью незаметной проволочки, или «предмет воздействия» подвергается специальной обработке, в результате которой начинает двигаться или гнуться при малейшем изменении температуры или давления.

— Хорошо, пусть никто пока не обладает вышеперечисленными сверхспособностями. Но ведь это не значит, что и в будущем такие способности ни у кого не появятся?

Конечно, мы не можем этого знать наверняка. Но никаких свидетельств реального существования телепатии или телекинеза у нас пока что нет, и ученые не особенно стараются их получить.

— Но может быть когда-нибудь развитие нашего мозга приведет к тому, что мы сможем все это делать?

Вероятность этого крайне мала по двум главным причинам. Во-первых, неясно, как должен развиваться мозг, чтобы обрести такие способности. Некоторые парапсихологи (люди, которые используют наукообразные методы для изучения необъяснимых «сверхъестественных» явлений вроде телепатии и телекинеза) отмечают, что мозг создает магнитное поле, и считают, что, научившись управлять этим полем или усиливать его, мы сможем передавать сигналы мозгу других людей. Или даже использовать его для перемещения металлических предметов, как это делает электромагнит.

— И это сработает?

Вряд ли, поскольку поле, которое создает мозг, настолько слабое, что неспособно сдвинуть с места самый легкий предмет или послать даже самый слабый сигнал.

— Жаль. Ну а вторая причина в чем?

Человеческий мозг уже практически перестал развиваться. И если в будущем не возникнет какого-то невероятного преимущества, которое нам сможет дать способность к телепатии или телекинезу, то у нашего мозга не появится никакой серьезной причины к этому стремиться.

— Но если бы мы могли таким образом передвигать вещи и болтать с людьми, это было бы так прикольно!

Не сомневаюсь. Но мы прекрасно проживем и в том случае, если будем передвигать вещи с помощью рук и ног и разговаривать, используя голос, язык и слух. Другими словами, никакой острой потребности в развитии сверхъестественных способностей у нас нет. Но некоторые энтузиасты считают, что мы сможем это делать с помощью определенных технологий. Кстати, первые люди, которые могут общаться и перемещать вещи, используя силу мозга, уже появились.

— Правда? Но ведь вы сказали…

Я сказал, что никто не может этого делать, используя только силу мозга. Однако с помощью имплантированного в мозг микрочипа, одному или двум испытуемым удалось использовать мысли для переключения телевизионных каналов, перемещения компьютерного курсора и даже для отправки сообщений по электронной почте.

— Неужели?

В самом деле. После имплантации эти чипы могут улавливать электрические сигналы в мозге, преобразовывать их в команды и передавать эти команды компьютерам и другим устройствам. Они предназначены для людей, которые оказались парализованными в результате несчастных случаев или болезней, чтобы общаться и использовать технические устройства даже без помощи голоса и конечностей. Возможно, в будущем подобные чипы можно будет имплантировать даже здоровым людям, чтобы они могли открывать двери, включать свет или писать письма с помощью мыслей. Возможно даже, что такие чипы позволят нам создать совершенно новый способ передачи информации от мозга к мозгу, что-то вроде компьютеризованной телепатии. Эксперты уже успели окрестить его «техлепатией».

— Это будет потрясающе! Супергерой, умеющий читать мысли, что-то вроде киборга!

Только имейте в виду, что вам нужно будет владеть этими способностями в совершенстве, если вы хотите, чтобы у вас остались друзья.

— Это почему?

Ну, вы же не хотите, чтобы люди слышали все, о чем вы думаете?

— Вот черт! Это мне и в голову не пришло.

В чем разница между компьютером и мозгом?

Мозг совсем по-другому устроен, у него иное предназначение, и он совсем иначе обрабатывает информацию, благодаря чему мозг — во всяком случае, пока — обладает гораздо большей гибкостью и мощностью, чем компьютер.

— Не может такого быть. Компьютеры думают намного быстрее, чем мы, разве не так?

На самом деле нет. И если хотите знать, компьютеры вообще не думают.

— Но разве компьютеры — это не то же самое, что электронные мозги? А мозги — это не что-то вроде компьютеров из мяса?

В каком-то смысле, да. Но в остальных — с какой стороны ни посмотри — мозг и компьютер очень сильно отличаются друг от друга.

— И чем же?

Прежде всего они очень сильно различаются по составу и структуре, и от их устройства зависит то, как каждый из них работает и что они реально могут или не могут делать.

— Но тогда расскажите, как устроен компьютер.

Это довольно долгая история, но если вы пообещаете запастись терпением, я попробую. Итак…

Когда мы смотрим на компьютер, то видим экран, клавиатуру и мышку. Но это всего лишь устройства ввода/вывода. Внутри все компьютеры состоят из электронных схем (или цепей). Они скомпонованы и соединены в сложные разветвляющиеся структуры и содержат тысячи маленьких электронных ворот или переключателей. Изменение конфигурации открытых и закрытых ворот (включенных и выключенных переключателей) позволяет компьютеру обрабатывать и хранить информацию, используя простой логический код. Самые ранние компьютеры были механическими и могли оперировать только цифрами, работая как хорошие калькуляторы. Позднее у компьютеров появились электронные переключатели, которые управлялись электронными лампами, что привело к появлению компьютеров размером с комнату, способных производить более сложные вычисления. Но они не могли заниматься решением больше чем одной задачи одновременно, и даже для этого требовалось очень много времени (и невероятное количество энергии).

Еще позже лампы заменили электронными переключателями другого типа, которые назывались транзисторами. Эти компьютеры намного меньше и надежнее, работали быстрее и позволяли обрабатывать информацию разного типа, решать больше одной задачи сразу и составлять программы для выполнения широкого спектра функций. Вскоре сотни таких транзисторных переключателей стали размещать на маленьких, плоских печатных платах. Затем инженеры нашли способ втиснуть тысячи таких переключателей в один крошечный кремниевый микрочип. (К тому времени компьютеры стали достаточно маленькими, чтобы их можно было размещать на столах, и достаточно дешевыми, чтобы их мог приобрести почти каждый желающий).

И наконец, инженеры-компьютерщики научились умещать все необходимые компьютеру схемы в одном-единственном чипе, который назвали микропроцессором. Вот он и является основой всех современных настольных компьютеров и ноутбуков (не говоря уже о мобильных телефонах и других оснащенных компьютерами устройствах).

— Да. История получилась действительно долгая.

Я предупреждал.

— Ну и чем же эта штуковина отличается от мозга?

Так же как компьютер, мозг состоит из цепей, скомпонованных в разветвляющиеся структуры, и обрабатывает информацию, используя логику. Но вместо транзисторов у мозга есть нервные клетки, или нейроны. Нейроны не просто проводят и включают электрические токи, как это делают металлические провода и схемы. Вместо этого они передают сигналы с помощью сверхскоростного движения заряженных молекул (в основном натрия и калия) и специальных химических передатчиков, которые называются нейротрансмиттерами. Сигнал проходит, подобно волне, от одного конца длинного и тонкого нейрона до другого, словно по шипящему бикфордовому шнуру.

Дошедший до конца нейрона сигнал запускает там механизм высвобождения нейротрансмиттеров, которые могут заставить или не заставить следующий нейрон послать свой собственный сигнал. Кроме того, место соединения (или синапс) двух нейронов можно настроить так, чтобы сигнал проходил через него с большей или меньшей легкостью. Это значит, что нейрон может сделать больше, чем простой электронный переключатель, поскольку кроме состояний «открыто» и «закрыто» он может находиться в нескольких промежуточных состояниях (что-то вроде «наполовину открыто» или «частично прикрыто»). Вот поэтому — и еще потому, что из нейронных «цепей» можно создать намного более сложные разветвляющиеся структуры, чем из электронных, — мозг способен обрабатывать гораздо больше информации, чем компьютер, и делать это гораздо быстрее.

— А вот и нет, ничего подобного. Мой компьютер производит вычисления намного быстрее, чем я. К тому же он способен хранить в памяти тысячи картинок и слов, и никогда ничего не забывает. Мне не по силам запомнить даже малую часть этой информации, и, кроме того, я постоянно все забываю.

Это правда, что компьютеры намного быстрее мозга оперируют голыми цифрами. И принцип их устройства позволяет им доставать из памяти слова и изображения намного легче, чем нам. Хотите верьте, хотите нет, но наш мозг способен обрабатывать больше информации, чем даже самый мощный компьютер, и делает это каждый день. Например, как ведет себя ваш компьютер, когда вы пробуете открыть картинку с очень высоким разрешением или загрузить целый фильм? Он открывает ее мгновенно, или ему требуется на это какое-то время?

— Обычно он ужасно тормозит.

Правильно. И пока он пытается это сделать, другие программы — вроде окон интернет-браузера — тоже замедляют работу. Причина в том, что для работы с детальными изображениями и видеофильмами требуется очень много памяти и вычислительной мощности. Но ресурсы памяти и производительности компьютера ограничены, и поэтому, чтобы выполнить все поставленные задачи, ему приходится делить их между обработкой изображений и другими программами. Такое разделение приводит к увеличению времени выполнения каждой конкретной задачи.

Что касается нашего мозга, то он умудряется обрабатывать и хранить видеоизображения, поступающие от глаз непрерывно, каждую секунду, в течение всего дня, семь дней в неделю. Мы не запоминаем всех деталей увиденного, потому что мозг просеивает полученные данные, оставляя только самое важное. Тем не менее изображения обрабатываются все до единого. Мы просто не замечаем, что в то самое время, когда о чем-то думаем или занимаемся другими вещами (например, катаемся на велосипеде или разговариваем), этот процесс идет полным ходом. Но если нам это дается легко и естественно, то компьютеру такое количество графических данных обрабатывать не по силам. Собственно говоря, максимальная скорость обработки (или пропускная способность) мозга не просто немного больше, чем у компьютера. Она больше, чем у всех компьютеров в мире вместе взятых. Так-то вот, мистер ПК.

— Получается, что и у мозга, и у компьютера есть память и оба они обрабатывают информацию, просто мозг делает это гораздо лучше. И в этом главная разница между ними?

Вообще-то, разница не только в том, как они работают, но и в том, что они делают. Компьютеры в основном занимаются выполнением программ, обработкой и хранением информации. Мозг тоже делает это, но еще он учится выполнять сложные задания, управляет работой нашего организма, контролирует наше поведение, стимулирует творческую деятельность и формирует сознание. И хотя некоторые компьютеры наделены ограниченной способностью к обучению новым навыкам (таким как игра в шахматы или карты), ни один из них пока не обладает реальным сознанием или креативностью. Кроме того, компьютеры не могут управлять собственным поведением. Они умеют самостоятельно обнаруживать неисправности и приспосабливаться к новой информации, но не в состоянии «думать» так, как это делаем мы. И этого не случится до тех пор, пока не будет создан полноценный Искусственный Интеллект.

— Но разве таких компьютеров еще нет?

Пока нет, но, возможно, их появление — это всего лишь вопрос времени. Что подводит меня к последнему большому различию между мозгом и компьютером.

— И в чем оно состоит?

В том, как быстро они совершенствуются. Человеческий мозг несравнимо мощнее даже самого мощного компьютера. Но на свое развитие он получил примерно 600 миллионов лет форы. История современных электронных компьютеров начинается с 1940-х годов. Тогда они были громадными, размером с комнату, неуклюжими монстрами, о которых я вам рассказывал. То есть они прошли огромный путь модернизации за очень короткое время. Сейчас наш мозг развивается совсем незначительно, если вообще это делает. Но компьютеры совершенствуются с невообразимой скоростью. Так что вполне возможно, что уже недалек тот час, когда они начнут нас догонять.

— И что тогда будет?

Кто знает. Может быть, мы сможем общаться с ними напрямую, используя свой голос, вместо мышки и клавиатуры. (Не просто использовать отдельные слова и команды, а действительно разговаривать с ними и обсуждать любые вопросы). Возможно, мы даже найдем способ делиться воспоминаниями и мыслями, и это позволит нам стать настоящими друзьями. Если, конечно, компьютеры захотят иметь таких друзей, как мы.

— А что если нет?

Ну, мы всегда сможем пригрозить им отключением от сети. Во всяком случае, когда мой комп начинает капризничать, этого обычно хватает, чтобы поставить его на место.

Что такое дежавю, и почему у одних людей оно бывает чаще, чему других?

Возможно, это какая-то «осечка» мозга или просто «ошибка в воспоминаниях». По правде говоря, мы пока еще точно не знаем.

— Осечка?! То есть мозг умеет стрелять? А это не опасно?

Вовсе нет. В каком-то смысле клетки мозга только тем и занимаются, что постоянно «стреляют» электрическими импульсами. Собственно говоря, вы сейчас читаете эти строки лишь благодаря тому, что ваши глаза подают сигналы, которые заставляют расположенный прямо за ними участок мозга выстреливать тысячи нервных импульсов. Даже простое чтение требует от мозга одновременного выполнения нескольких действий. Вам нужно почувствовать буквы и слова на странице, проанализировать и распознать их формы, а затем сравнить их с бесконечным списком предварительно выученных букв, слов и словосочетаний. После этого вам надо связать их с идеями и концепциями, чтобы понять смысл целого предложения. Все это происходит в течение нескольких секунд, но на каждом этапе сотни нервных клеток должны сделать выстрелы, каждый из которых приведет в действие пусковые механизмы сотен других клеток. Если бы мы могли посмотреть, что делается внутри мозга во время чтения, это было бы похоже на нескончаемую беспорядочную пальбу.

— Вот это жесть! Даже страшно становится.

Да, звучит пугающе, знаю. Но по большей части вся эта стрельба невероятно хорошо организована. Все клетки стреляют в строго определенной последовательности, и сигналы разделяются, разветвляются и перегруппировываются в точно установленном порядке, порождающем мысли, воспоминания и действия.

— Значит, каждый раз, когда случается осечка, у нас возникает дежавю?

Нет, не каждый. Единичные «осечки» случаются постоянно, но благодаря тому, что количество нервных клеток исчисляется миллиардами, а соединений между ними — триллионами, сигналам почти всегда удается очень легко обходить места, где происходят осечки. По всей видимости, феномен дежавю связан с одним специфическим видом осечек, которые возникают только во время формирования новых воспоминаний. Но поскольку дежавю бывает не очень часто, такого рода осечки являются, скорее, исключением, чем правилом. Хотя, конечно, одни люди подвержены дежавю больше других.

— Хорошо, но при чем тут воспоминания?

Некоторые ученые считают, что воспоминания хранятся не целиком, а частями, и, возможно, это как-то связано с механизмом дежавю. Обычно мы получаем опыт (то, что увидели, услышали или почувствовали) и храним его в форме воспоминания.[37] Через какое-то время, когда мы видим, слышим или чувствуем что-то похожее, наш мозг воссоздает это воспоминание и сравнивает его с новым опытом, позволяя нам его объяснить и использовать как урок. Представьте, что в какой-нибудь песне вы впервые услышали своеобразный ритм ударных. Через какое-то время вы слышите похожий ритм в другой песне. В подобных случаях ваш мозг обычно вызывает воспоминание о первой песне и сравнивает то, что вы слышите сейчас, с воссозданным воспоминанием о том, что вы слышали тогда. Это позволяет вам осознать, что одна песня отличается от другой. Дошло?

— Вроде бы да…

Вот и отлично. Короче говоря, дежавю может возникать в случае незначительных осечек в процессе формирования воспоминаний. Это может заставить воспоминание о ритме барабана сформироваться раньше, чем вы зарегистрируете его как новый опыт, и вызвать ошибочное ощущение того, что вы его помните, когда на самом деле вы испытываете его впервые. У большинства из нас это чувство появляется довольно редко и поэтому заставляет удивляться. Хотя, конечно, одни люди подвержены дежавю больше других…

— Но почему… Эй, погодите минуту, вы это уже говорили.

Нет, не говорил.

— Нет, сказали. Вы сказали… Ааа! Я понял, вы меня разыграли. Очень смешно.

Ха-ха. Прошу прощения. Не сдержался.

— Не стоит извиняться. Ну а как насчет ошибок в воспоминаниях?

Другая разновидность дежавю может заключаться в том, что человек, у которого оно возникло, думает, что видел или слышал что-то раньше, но в действительности этого не было. Он мог видеть что-то похожее и на самом деле вспоминает именно это, но его воспоминание оказывается неправильным.

— А такое возможно? Я в том смысле, что человек либо помнит то, что было, либо нет. Разве не так? Во всяком случае, мне так всегда казалось.

Как ни странно, но «неправильные» воспоминания — это довольно распространенное явление. Все дело в том, что мы не возрождаем воспоминания (такие как образы и звуки) целиком, как это делает компьютер. Как я уже говорил, воспоминания, по всей видимости, хранятся по частям в разных участках мозга. И поэтому, когда мы что-то вспоминаем, то просто воссоздаем образ, звук или чувство, снова складывая их из этих кусочков. Иногда целое складывается идеально. Но гораздо чаще какие-то кусочки успевают потеряться, и тогда вы можете вспомнить свой пятый день рождения, но (если у вас не сохранилось фотографий) не сумеете припомнить, какого цвета были на вас носки. И тогда в процессе творческого воссоздания вы можете воспользоваться кусочками других воспоминаний — или даже опыта, которого никогда не получали. Экспериментальным путем ученые установили, что время от времени это делает большинство людей. Другими словами, вы можете быть абсолютно уверены, что на свой пятый день рождения щеголяли в белых носочках… когда в действительности были в них на своем седьмом дне рождения… а на вашем пятом дне рождения белые носочки были на ногах у вашего лучшего друга… а на вас были белые кроссовки и серые носки, и так далее. Допустить такую ошибку можно очень легко.

— То есть некоторые люди пытаются подстраивать старые воспоминания под какие-то новые вещи?

Совершенно верно. Однако мы пока ничего не знаем наверняка, потому что состояние дежавю возникает не очень часто, и трудно поймать кого-то в момент формирования дежавю и просканировать его мозг. И это сильно затрудняет ученым изучение данного явления. Хотя, конечно, одни люди подвержены дежавю больше других.

— Вы это уже говорили.

Нет, не говорил.

— Нет, говорили. Вы… Ооой! Я снова купился!!

Ха-ха.