ЗАНИМАТЕЛЬНЫЙ
И ОТКРЫТИЯ
Загадки
мозга
/^editions
О ATLAS
A DeAGOSTNi GROUP COMPANY
ОГЛАВЛЕНИЕ 3
географши
Ш Немного анатомии
ЕЗ Упорядоченная структура
! < История возникновения мозга
ЖТА ЖА________________________________________
 Нейроны - труженики мозга	12
В Прохождение информации	13
Наблюдение за работой мозга	15
щшаш жа_______________________________________п
Автопилот	17
Восприятие действительности	19
& Движение	21
ft' Воспоминания	23
I Эмоции	25

География мозга
Мозг - самый удивительный и загадочный орган человека. Благодаря
ему мы можем видеть, осязать и двигаться. Мозг - вместилище разума,
памяти и чувств. При этом мозг, если его извлечь из черепной коробки,
напоминает кочан цветной капусты весом всего 1,4 кг. Но этот «кочан»
исключительно сложно и хорошо организован!
Немного анатомии
I Мозг замечательно защищен черепной коробкой. Кро-
ме того, он словно коконом окутан специальной оболоч-
кой. Под ней он представляет собой массу с множеством
складок. Продолжение головного мозга - спинной, расположен внутри позвоночника и продолжается до низа спины. I
Из-за большого числа кровеносных
сосудов мозг имеет розоватый цвет
Самый ценный и
защищенный орган
У мозга есть как минимум три сте-
пени защиты. Во-первых, он располо-
жен внутри прочной черепной коробки.
Мозг имеет 3 степени защиты. Кость че-
репа - первая степень защиты от уда-
ров и сотрясений. Вторая степень -
гибкие оболочки* из соединительной
ткани, которые также служат защитой
от возможных повреждений, в частности
от ударов о стенки черепа. Оболочки бук-
вально укутывают мозг, создавая, несмот-
ря на свою малую толщину, очень мягкую
прослойку. И, наконец, мозг плавает.
Он погружен в жидкость, которую называ-
ют цереброспинальной или спинномозго-
вой. Эта жидкость полностью обновляется
два-три раза за сутки. Она также защища-
ет мозг от возможных резких сотрясений.
Весь покрытый складками
Если извлечь мозг из черепа, он пред-
станет в виде розовой желеобразной
массы, формой и размером напомина-
ющей кочан цветной капусты. Мозг
словно свернут, и если его
развернуть, расположив
на анатомическом сто-
ле, то его толщина со-
ставит всего не-
сколько миллимет-
ров, а вот площадь
- около квадратно-
го метра! Средний
вес мозга - около
1,4 кг, то есть прибли-
зительно 2 % общего
веса тела. При этом он потребляет бо-
лее 20 % кислорода, переносимого
с током крови по сосудам. Именно из-
за большого количества сосудов мозг
имеет розоватый цвет.
Серое и белое вещество
Если порезать мозг на кусочки, то на
срезе будут видны серые и белые участ-
ки. Серые области состоят из клеток
мозга нейронов. Их более 100 млрд,
и именно они занимаются переработ-
кой информации. Основная часть ней-
ронов сосредоточена во внешней части
мозга, которую называют корой*.
Но есть и скопления нейронов во внут-
ренних зонах, так называемых ядрах.
Белое вещество мозга - это аксоны*,
через которые передается обрабатыва-
емая нейронами информация.
Серое вещество состоит
из нейронов
Более 70 % нашего мозга состоит из воды.
ЗАГАДКИ МОЗГА
Роль центральной
нервной системы
Головной мозг переходит в спинной
и тянется до самого низа спины. Эта
его часть похожа на белесую веревку
длиной около 45 см. Во внутренней
части спинного мозга также сосредото-
чено серое вещество. Как и головной,
спинной мозг защищен костной струк-
турой (позвоночником)и оболочками,
в которые он обернут. Главная задача
спинного мозга - обработка информа-
ции, идущей от мозга к телу и обратно.
Условно его можно назвать «информа-
ционной дорогой». Эти два органа - го-
ловной и спинной мозг - составляют
единое целое, которое называют цент-
ральной нервной системой*.
Роль периферической
нервной системы
Существуют нейроны, которые имеют
продолжение по всему организму, со-
ставляя нечто вроде сети, состоящей
из несущих информацию кабелей -
нервов* Нервы похожи на тонкие бе-
лые нити. Каждый из них состоит из
сотен продолжений нейронов и может
достигать метра в длину. Их задача -
как можно быстрее передавать инфор-
мацию по телу. Сенсорные нервы пере-
дают информацию, идущую от тела
к мозгу. Это - данные, передаваемые
глазами, ушами, носом и кожей человека.
Моторные нервы передают информацию
в обратном направлении, в том числе
команды, идущие от мозга к мышцам.
Именно благодаря моторным нервам
мы можем двигаться. А в целом вся эта
сеть называется периферической нерв-
ной системой . Ее принято противопос-
тавлять центральной нервной системе.
Необычные черепа
Этот деформированный череп
вовсе не принадлежит новой
сверхинтеллектуальной расе. Его
форма была видоизменена со-
вершенно сознательно. По неяс-
ным причинам некоторые народ-
ности из региона Анд в Южной
Америке сжимали голову детей
при помощи специальных доще-
чек, чтобы череп становился бо-
лее длинным. Череп новорож-
денного легко деформируется.
Через несколько лет он может
принять новую форму, став при
этом вполне крепким.
В теле чело-
века содер-
жатся сотни
нервов
•ивИАэоэ WAHOOHasodH мчннаи
-□MhOJOHiAi bdeBojei/g вэхавивИЛ яончдви
0J3 -Bi/uaioLfewaH Boiatsiratfiqs bjeow ai
-oged ndu ‘wahodug Timiqw хан wan s яея
я bi ‘онжопЕоаан oHHamdasoo hwbjeow
чхииэвагп 'яхоончиахваВ снЛнчвэхшгот
ионжопеоа хснввэВ aiadoion ‘lanodnaH
iBwdaBoa bjeow ваюаГпаа oxodaa 1чнод
«osioatnaa aodaa Hxeioged яхиевхэве» (g
Существует несколько выраже-
ний, обозначающих глубокое
раздумье. Какое из них верно
с научной точки зрения?
а) напрячь извилины
б) заставить работать серое
вещество
в) шевелить мозгами
Вытянутые в ряд нейроны человека составят 1ООО км.
Упорядоченная структура
I На первый взгляд мозг выгля-
дит как бесформенная масса,
но на самом деле его внутрен-
няя структура замечательно организована. По сути, мозг подобен хитроумной мозаике, в которой каждый участок специ-
ализируется на совершенно конкретных функциях. I
Два разных полушария
Мозг разделен глубокой складкой, назы-
ваемой продольной щелью. Она почти
полностью делит мозг на два полушария,
каждое их которых занимает соответ
ственно левую и правую часть черепа.
Часто говорят, что именно здесь сосре-
доточен разум, так как решения человек
принимает именно здесь. Однако раз-
ные полушария отвечают за разные виды
работы. Так, наше левое полушарие от-
Четыре специализирован-
ные доли
Каждое полушарие состоит из четырех
больших частей, называемых долями. Они
управляет в основном движением. У чело-
века это самая развитая доля. Теменная
доля обрабатывает информацию, поступа-
ющую от органов чувств (осязание, темпе-
ратура, боль...) и ответственна за ориента-
ветственно за речь и математические
испещрены извилинами и складками. При
цию в пространстве. В затылочной доле
вычисления, тогда как правое позволяет
нам распознавать форму предметов
и музыкальные мелодии.
Кроме того, именно в полушариях моз-
га формируются приказы, заставляю-
этом в их строении выделяют четыре до-
ли - лобную, теменную, затылочную и ви-
сочные. Каждая из долей обрабатывает
специфическую информацию и выполняет
различные функции. Так, лобная доля
содержатся центры, ответственные за зре-
ние. Височные доли ответственны, в част-
ности, за слух. Все эти разделы мозга со-
единены между собой посредством мил-
лиардов окончаний нейронов.
щие двигаться части тела. При этом
правое полуша-
рие контролирует
левую часть тела,
а левое - правую! Это
явление еще принято
называть перекрестным
контролем.
Мозг управляет
движениями
тела
Мозжечок — мини-мозг внутри мозга
Мозжечок напоминает мозг в миниатюре, так как он также
поделен на два покрытые извилинами полушария, име-
ющие тот же цвет, что и большой мозг. Кстати, по-латыни
он называется cerebellum, что значит «маленький мозг».
Он расположен в задней части мозга и является час-
тью центральной нервной системы. Мозжечок полу-
чает информацию как от тела, так и от полушарий.
Он ответственен за координацию движения и равно-
весие. Люди с повреждениями мозжечка не парали-
зованы, но они теряют способность сохранять равно-
весие и полноценно двигаться.	Мозжечок
Из-за лобной доли мозга лоб человека больше, чем у животных.
В__________3 А Г АД ИИ лиат А
Функциональные центры коры
Лимбическая система
-
Первичная мо-
Соматосенсорная
область
торная область
Ассоциативная сома-
Мозжеч новая
миндалина
Множество специализи-
рованных центров
Кроме зон, обозначенных складками,
ученые выделяют в мозгу множество
центров, специализирующихся на вы-
полнении конкретных задач. Например,
центр Брока, находящийся в лобной до-
ле, ответственен за произношение слов.
Больные, у которых поражен именно
этот центр, прекрасно понимают, что
им говорят, но теряют способность про-
говаривать слова. Также существует зо-
на, ответственная за распознавание
пространственных форм, и еще одна -
за распознавание лиц.
Основные функции не ограничиваются
конкретной зоной мозга. Например,
за память отвечают разные его участки.
А степень активности этих центров, кото-
рые называют функциональными, прямо
зависит от степени их использования.
Небольшие, но очень
важные части
Внутри полушарий скрываются и иные
части мозга, важные для его полноцен-
ного функционирования. Так, в самом
его центре расположен таламус. Вся
зрительная, вкусовая, слуховая и ося-
зательная информация, перед тем как
достичь коры, проходит именно через
него. Несколько ниже расположен ги-
поталамус. Его можно назвать нашим
внутренним дежурным. Именно он от-
ветственен за ощущение голода и жаж-
ды, он же отвечает и за эмоции. Еще
ниже находится мозжечковая миндали-
на (она не имеет никакого отношения к
миндалинам горла!). Она отвечает
Первые исследователи
Первый функциональный центр коры головного мозга
обнаружил в 1861 году французский ученый Поль
Брока, исследовавший во время вскрытия мозг чело-
века, вследствие несчастного случая полностью утра-
тившего дар речи. Он обратил внимание на то, что
левая лобная зона исследуемого мозга была повреж-
дена. Теперь известно, что именно эта зона, получившая название центр Брока, не-
обходима для речи. Несколько позднее немецкий ученый Карл Вернике обнаружил
еще один функциональный центр, ответственный за распознавание слов. При его
повреждении человек не может понять услышанное. Этот центр также получил имя
своего первооткрывателя - центр Вернике.
за чувства страха, но также очень важ-
на для процесса обучения и памяти.
И, наконец, гиппокамп, напоминающий
своей формой морского конька (лат.
«гиппокампус» - морской конек).
Он играет важнейшую роль для памяти
и эмоций.
Все эти органы принято объединять под
общим термином «лимбическая* сис-
тема», которую еще называют иногда
эмоциональным мозгом.
ЕЯ Уже обнаружено более пятидесяти функциональных центров мозга.
История мозга
I Мозг человека не был всегда таким, как сейчас. Он посто-
янно усложнялся на протяжении сотен тысяч лет эволюции.
Но и в течение одной жизни мозг видоизменяется! I
От мозга рыбы...
В эволюции мозга можно выделить
три этапа. Первое его появление
произошло у рыб приблизительно
500 млн лет назад. Схожая мозговая
структура встречается и у рептилий,
из-за чего ее называют «рептильным
мозгом». У человека ее следы сохра-
нились в зоне, расположенной между
спинным и головным мозгом. Мозже-
чок, предположительно, также имеет
отношение к этой ранней мозговой
структуре. «Рептильный мозг» ответ-
ственен за базовые функции орга-
низма, такие как дыхание, сокраще-
ние сердца, равновесие.
Контроль и выражение эмоций
или «неокортексом». Эта структура
возникла совсем недавно - 2-3 млн
лет назад. Именно благодаря ей у че-
ловека развились язык, мысль, со-
знание и воображение.
Мозг постоянно
увеличивается!
Мозг первых гоминидов (предков че-
ловека) был гораздо меньше мозга
современного человека - около
400 грамм, тогда как сейчас
он в среднем весит 1400 грамм. Ме-
нее чем за 4 млн лет объем и вес на-
шего мозга увеличились более чем
в три раза! При этом мозг увеличи-
вался гораздо быстрее, чем размер
черепной коробки. Именно, для того
чтобы занимать как можно меньше
места, он и покрылся складками.
Различная деятельность человека,
Мозг взрослого человека постоянно
совершенствуется
...до мозга человека
Спустя несколько миллионов лет по-
явился так называемый мозг млеко-
питающего. Он встречается у всех
млекопитающих. У человека этому
мозгу соответствует лимбическая
система, отвечающая за эмоции
и механизм запоминания. И, нако-
нец, самая молодая система, разви-
вшаяся у человека, - это два полу-
шария. Ее называют «новой корой»
Развитие мозга начинается с первых дней
беременности
такая как изготовление орудий, охо-
та, развитие различных форм обще-
ния, несомненно, значительно по-
влияла на развитие определенных
частей мозга. И, по некоторым со-
временным данным, мозг продолжа-
ет увеличиваться в размерах.
Мозг будущего?
Возможно, наш мозг станет в два
раза больше, но произойдет это
очень нескоро. Ученые пытаются
искусственно усовершенствовать
возможности нервной системы
уже сегодня. Для этого они созда-
ют и вживляют в мозг электрон-
ные имплантаты, призванные сти-
мулировать и усилить возможнос-
ти конкретных зон мозга. Целью
этих работ является, например,
создание искусственных воспоми-
наний - знаний плана конкретно-
го города, умения управлять само-
летом. Главными заинтересован-
ными в подобных
исследованиях
являются, конеч-
но же, военные.
Но до настоящего
успеха еще очень
далеко...
Мозг возник очень давно - более 500 млн лет назад.
Постоянная стройка
Мозг видоизменяется не только в ходе
эволюции, но и на протяжении отдель-
но взятой жизни. Мозг плода, находя-
щегося в чреве матери, постоянно раз-
вивается, и число его нейронов много-
кратно увеличивается. В мозге ново-
рожденного содержится даже больше
нейронов, чем в мозге взрослого чело
века! То есть некоторые из этих клеток
У него много нейронов
потом удаляются организмом. Однако
основным различием между мозгом но-
ворожденного и мозгом взрослого яв-
ляется число соединений между нейро-
нами. У младенца их гораздо меньше,
но с самых первых дней жизни оно по-
стоянно растет. Именно это делает воз-
можным обучение.
Стареет ли мозг?
У взрослого, равно как и у старого чело-
века, мозг сохраняет способность к раз-
Для чего нужны тесты IQ
Тесты по измерению коэффициента интеллекта (IQ) не измеряют того, насколь-
ко человек умен. Они лишь дают возможность понять, насколько развиты у не-
го определенные способности - речевые, логические, способность к запоми
нанию... Можно сказать, что эти тесты измеряют уровень конкретных способ-
ностей (в лингвистике, математике...). Но речь идет лишь об уровне, существу-
ющем в конкретных областях и в конкретное время. А ведь надо, чтобы зти
возможности были приспособлены к нуждам того или иного индивидуума и к
нуждам окружения, в котором он живет.
В пожилом возрасте развитие мозга
постелено замедляется
витию новых связей между нейронами,
но с меньшей скоростью, чем у ребенка
и подростка. Нейроны также могут уми-
рать или работать менее эффективно.
Так, похоже, что у пожилых людей пере-
дача информации происходит несколь-
ко медленнее. И, наконец, вследствие
некоторых связанных со старостью бо-
лезней, например болезни Альцгейме-
ра, число нейронов может значительно
уменьшаться. У таких больных происхо-
дят расстройство памяти и нарушение
мыслительной деятельности.
Мозг гениев
Мозг гениев и одаренных людей вовсе
не больше и не тяжелее, чем мозг
обычного человека. Но при этом
он функционирует несколько иначе.
Так, исследователи обнаружили, что
одаренные люди гораздо больше, чем
другие, используют работу правого по-
лушария мозга, ответственного за ана-
лиз форм и их расположение в прос-
транстве. Похоже, что у них (особенно
у музыкальных талантов) гораздо быст-
рее происходит обмен информацией
между двумя полушариями.
И, наконец, люди, которых принято счи-
тать одаренными, очень часто обладают
исключительно развитой кратковре-
менной памятью (той, что позволяет
Гении больше используют правое
полушарие
сохранять информацию на протяжении
нескольких секунд).
Разный рззме
у животных
У всех позвоночных есть мозг, работа
которого строится на одинаковых прин
Я В первые дни жизни в мозгу возникает 250 000 нейронов в минуту!
ГЕПГРАФИЯ МРЯГА
Мозг мыши
ципах. Но в зависимости от конкретно-
го вида он может быть более или менее
развит. Так, у рептилий и рыб он весит
всего несколько граммов, тогда как
у слонов он в три-четыре раза больше
мозга человека!
Но объем мозга мало что значит. Иначе
самым умным из млекопитающих был
бы кит, чей мозг весит 7-8 кг. Необхо-
димо сопоставлять размер мозга и раз-
мер тела, так как чем больше тело, тем
больше должен быть мозг, им управля-
ющий. Заметим, что вес человеческого
мозга составляет 2 % веса его тела -
он самый большой в животном мире.
По этой шкале за человеком следуют
Загадка высокой социальной организации муравьев
всегда увлекала исследователей
обезьяны и дельфины. Стоит отметить
любопытный факт, что у попугаев мозг
также очень велик в пропорции к телу.
Есть ли мозг у насекомых
и растений?
У насекомых тоже есть мозг. Только
он гораздо меньше, чем у млекопита-
ющих, и содержит гораздо меньше ней-
ронов. Также у насекомых отсутствуют
имеющиеся у позвоночных мозговые
центры. Но имеющиеся несколько ты-
сяч нейронов позволяют им управлять
мышцами и достаточны для жиз-
недеятельное™. При этом, похоже, что
насекомые не способны испытывать
боль. А вот у растений нервной систе-
мы нет. Кстати, именно поэтому они
не могут передвигаться.
Разум человека и разум
муравьев
Человеческий мозг часто расценивают
как самый развитый в животном мире.
Однако степень разумности не меряет-
ся величиной мозга. С научной точки
зрения разум - способность организ-
ма приспосабливаться к среде. Если
смотреть на вещи в таком свете, то че-
ловек вовсе не обладает монополией
на разум.
Действительно, некоторые виды пре-
бывают в большей гармонии с окружа-
ющей средой. Например, муравьи. Воз-
можно, что они переживут людей, не-
смотря на то что мозг у них крошечный.
Правда или нет:
мозг Эйнштейна был го-
раздо больше средней ве-
личины?
i май нах иивхинэ охэ ихэонроэоиэ
иге ве окнами и 'ointiexHando аЛннэехэ
-HBd±aodu иЛяихоио|Ляээнихвмэхвм ве
вннэехэхэехо вное вхе оннэмц 'яхоек
-до ьвннэмэх exneced ончиахиьокхяэи
вниэхтнир Лхеом е охь ‘икижЛйвн
-до ино оявнИо ;хя V‘T — вхеом ээе иин
-Vado явя bVjox ‘хя ^'Т охээе — мгсиаж
-вхэн мээаоэ взквевяо но охь ‘мохявф
мах i4H8H<Bdou ишяд Э1янаьд ъинве
-оИэиээи вн Hai/sBdixLO и nngodon ион
-uadah ей нэьэиееи шчд хеом oxa ‘dawA
HnaxmHHgxdagqi/vHneH<t> И1чнчивинэх
AVoj ддбт е явя ‘охох визой jBVeBduBH
ЯУ медведя коала, который спит 80 % своей жизни, совсем маленький мозг.
Работа мозга
Мозг подобен глобальной электронной сети, управляющей телом. Как
ему это удается? Благодаря 100 млрд нейронов, принимающих, обра-
батывающих и передающих информацию. Именно эти скромные кро-
шечные труженики составляют сеть, по которой проходит все это
колоссальное число данных.
Нейроны — труженики мозга =.-
и	и	он не смог
бы работать. Все наши движения, мысли, чувства - результат их деятельности. Связанные друг с другом длинными вет-
вящимися отростками, нейроны прдобны огромным информационным джунглям. I
ные - это аксоны. Аксоны могут дос-
тигать метровой длины! Они также
«ветвятся» у своего окончания,
I чтобы установить контакт с други-
ми нейронами.
Коллективный труд
«В единении - сила», - таков девиз
нейронов. Действительно, принято
считать, что каждый из них связан,
Нейрон в его развитии
по меньшей мере, с 10 000 других
нейронов! Работа каждого из нейро-
нов подобна работе телефонной стан-
ции, кабели которой - дендриты и ак-
соны. Сначала нейрон получает сиг-
нал при посредстве дендрита. Он при-
ходит в клетку, которая его принима-
ет, и производит другой сигнал, от-
правляемый через аксон к другим
нейронам или мышцам.
Осьминог и его щупальца
Нейроны - это крошечные, невиди-
мые невооруженным глазом клетки.
Каждая из них приблизительно
в 100 раз меньше, чем кончик стер-
жня авторучки! Если посмотреть
на него под микроскопом, нейрон
похож на осьминога с пухлым телом
и десятками щупалец. Это - дендри-
ты^*. Дендриты расходятся во все
стороны подобно ветвям дерева.
Их цель - объединиться с как можно
более большим числом других нейро-
нов. Кроме дендритов существуют
и другие исходящие от этих клеток
«щупальца» - более толстые и длин-
Нейронные «джунгли»
В нашем мозгу больше нейронов, чем звезд в нашей галактике!
РАИТА MOUA
13
Кормилицы нейронов
Для полноценного функционирования
мозга необходимы и другие клетки -
глиальные. Их в 10 раз больше, чем са-
мих нейронов. Иногда их называют
«кормилицами нейронов». Почему? По-
тому что они служат для удаления про
дуктов их жизнедеятельности, защиты
от внешних врагов и питания. Но но-
вейшие исследования говорят о том,
что они нужны не только для ухода
за нейронами. Судя по всему, они тоже
участвуют в обработке информации,
кроме того, абсолютно необходимы для
работы памяти!
Нейроны окружены клетками
Прохождение информации ===»
«сообщения» похожи на электрический ток, который бежит по проводам. Иногда, при передаче от одного нейрона к дру-
гому, эти импульсы превращаются в химические сообщения.1
Нервные импульсы
Информация передается между ней
ронами подобно электрическому току
в проводах. Эти сообщения закодиро-
ваны: они представляют собой после-
довательность совершенно одинако-
вых импульсов. Сам код кроется
в их частоте, то есть в числе импуль-
Медикаменты,
влияющие на ско-
рость импульсов
Существует множество химических
препаратов, способных изменить
характеристики передачи нервных
импульсов. Как правило, они дей
ствуют на синаптическом уровне.
Анестетики и транквилизаторы за-
медляют, а иногда и вообще по-
давляют передачу импульсов.
А антидепрессанты и стимуляторы,
такие как кофеин, наоборот спо-
собствуют лучшей их передаче.
сов в секунду. Импульсы передаются
от клетки к клетке, от дендрита, в ко-
тором они возникают, к аксону, через
который они проходят. Но есть и отли-
чие от электрических сетей - импуль-
сы передаются не при помощи элект-
ронов*, а при помощи более слож-
ных частиц - ионов .
С огромной скоростью
Нервные импульсы должны быстро про-
ходить по телу. Ускорить их прохожде-
ние нейронам помогают окружающие
их глиальные клетки. Они образуют
оболочку нервного волокна, называ-
емую миелиновой . В результате им-
пульсы идут с умопомрачительной ско-
ростью - более 400 км/час.
Химические связи
Передаваемые от нейрона к нейрону
сообщения должны превращаться
из электрической в химическую фор-
му. Это связано с тем, что, несмотря
на свою многочисленность, нейроны
никогда не соприкасаются между со-
бой. Но электрические импульсы
не могут передаваться, если нет фи-
зического контакта. Поэтому нейроны
используют для связи между собой
специальную систему, называемую
синапсами . В этих местах нейроны
Я Импульс между нейронами проходит меньше, чем за тысячную секунды.
14 ЗАГАДКИ МОЗГА
разделены узким пространством -
синаптической щелью. Когда электри-
ческий импульс приходит к первому
нейрону, он высвобождает из синап-
са химические молекулы, так называ-
емые нейромедиаторы*. Эти вещест-
ва, вырабатываемые нейронами, пе-
ремещаются через синаптическую
щель и попадают на специально
предназначенные для них рецепто-
ры другого нейрона. В результате
возникает еще один электрический
импульс.
Различие нейро-
медиаторов
Мозгом вырабатывается около полу-
сотни нейромедиаторов, которые
можно подразделить на две группы.
Искусственная
стииуляция
Отдельный нейрон или группу
нейронов возможно стимулировать
искусственно при помощи
введенных в них электродов,
направляющих электрические
импульсы в точно обозначенные
зоны мозга. Этот метод иногда
используют в медицине,
в частности для лечения больных
страдающих болезнью Паркинсона.
Эта проявляющаяся в пожилом
возрасте болезнь сопровождается
дрожанием конечностей. Это
дрожание может быть остановлено
путем постоянной стимуляции
конкретной зоны мозга.
Первая состоит из тех, что иницииру-
ют возникновение нервного импуль-
са, - их называют возбуждающими.
Другие, напротив, замедляют его
возникновение - это тормо-
зящие нейромедиаторы.
Стоит отметить, что
в большинстве случаев
нейрон выделяет только
один тип нейромедиаторов. И в
зависимости оттого, является
ли он возбуждающим или тормо-
зящим, нейрон по-разному воз-
действует на соседние нервные
клетки.
Нейрон —
микрокомпьютер
Каждый из нейронов способен
принимать сотни сообщений
в секунду. И, чтобы не оказаться
перегруженным информацией, он дол-
жен уметь судить о степени ее значи-
мости и делать ее предварительный
анализ. Эта вычислительная деятель-
ность происходит внутри клетки. Там
складываются возбуждающие и вычита-
ются тормозящие импульсы. И, для того
чтобы нейрон сгенерировал собствен-
ный импульс, необходимо, чтобы сумма
предыдущих оказалась больше опре-
деленного значения. Если сложе-
ние возбуждающих и тормозя-
щих импульсов не превысит
этот предел, нейрон будет
«молчать».
Информационные
дороги
Во всем этом хитросплетении
нейронов существуют пре-
красно обозначенные пути.
Схожие идеи, схожие воспоми-
нания проходят, приводя всегда
в действие одни и те же нейроны
Маленькие зеленые точки на фото -
гормоны внутри кровеносных сосудов
Химический допинг
Когда говорят, что спортсмен
использовал гормональный до-
пинг, это значит, что
он принимал гормоны
либо в виде таблеток,
либо вводя их непосред-
ственно в кровь. Гормоны
бывают естественными или
искусственными. Самые рас-
пространенные - гормоны
роста и стероиды, за счет ко-
торых мышцы становятся
больше и сильнее, а также
эритропоэтин - гормон,
ускоряющий доставку пи-
тательных веществ
к мышцам.
и синапсы. До сих пор неизвестно,
как возникают и поддерживаются эти,
подобные контурам электронных схем
связи, но очевидно, что они существу-
ют и что, чем они прочнее,тем они
Мозг способен производить миллионы операций за доли секунды.
РШТИВ1_____________15
эффективнее. Часто используемые си-
напсы работают быстрее. Этим
и объясняется то, почему мы быстрее
вспоминаем вещи, которые мы виде-
ли или повторяли несколько раз.
Однако эти связи возникают не на-
всегда. Некоторые из них могут исчез-
нуть, если их недостаточно использо-
вали, а на их месте возникнуть новые.
При необходимости нейроны всегда
способны создавать новые связи.
На мозг работают гормоны
Для обмена информацией мозгом ис-
пользуется и другой инструмент - гор-
моны . Эти химические соединения
частично производятся самим мозгом
в группе нейронов, расположенных
в гипоталамусе. Эти гормоны контроли-
руют производство иных, вырабатывае-
мых в других частях тела в эндокринных
железах . Они действуют иначе, чем
нейромедиаторы, которые фиксируются
непосредственно на нейронах и пере-
носятся с кровью к отдаленным от моз-
га органам тела, таким как груди, яич-
ники, мужские семенники, почки. За-
крепляясь на их рецепторах, гормоны
вызывают различные физиологические
реакции. Они, например, способствуют
росту костей и мышц, управляют чувст-
вом голода и жажды и, конечно, влияют
на сексуальную активность.
00	00	V	 Некогда, для топ
Наблюдение за работой мозга
	ным было необхо-
димо вскрыть черепную коробку. Сегодня, к счастью, есть другие способы, благодаря которым можно подробно следить
за работой мозга, не подвергая испытуемого такой тяжелой операции.1
Электрическая активность
Электрические импульсы, проходящие
через мозг, могут быть измерены благо-
даря специальному аппарату - элекгро-
энцефалографу. И это, несмотря на то
что амплитуда этих сигналов (которые
еще называют церебральными волна-
ми*) очень мала. Их улавливают при по-
мощи датчиков, которые крепят на по-
верхности черепа. После этого сигналы
проходят через усилитель и идут к аппа-
рату, который их записывает. Благодаря
этой технологии было обнаружено, что
электрическая активность мозга не сти-
хает, даже когда он отдыхает, но амп-
литуда и частота этих волн зависят
он степени его активности. Таким об-
разом, волны подразделяются на че-
тыре типа - те, которые возникают
в состоянии отдыха (альфа-волны),
те, которые возникают в активно ра-
ботающем мозгу (бета-волны), те, ко-
торые возникают во время сна (дель-
ты-волны), и волны, возникающие в со-
стоянии стресса (тета-волны).
Наблюдение за приливом
крови
Главный недостаток электроэнцефало-
графии - то, что невозможно точно
узнать, в каком участке мозга возника-
ет электрическая активность. Но для
этого ученые научились создавать элек-
тронные изображения мозга, на кото-
рых отмечается уровень активности.
Речь при этом идет не о непосред-
ственном измерении активности ней-
ронов, а об измерении активности кро-
вотока в тех или иных участках мозга.
Электроэнцефалограмма позволяет измерять активность работы мозга
Действительно, работающие нейроны
требуют повышенного количества кис-
лорода для питания. Кислород перено-
сится кровью. Кровеносные сосуды,
расположенные в активно работающей
зоне, расширяются, чтобы переносить
больше крови. Как следствие, чем ак-
тивнее работает та или иная зона, тем
значительнее в ней кровоток.
Выявлено более 50 гормонов, участвующих в работе тела.
16
ЗАГАДКИ МОЗГА
Наблюдения при помощи
магнитного поля
МРТ (магнитно-резонансная томография)
измеряет концентрацию в крови гемогло-
бина, молекулы которого переносят с кро-
вью кислород. Доставив кислород к ней-
ронам, эта молекула несколько видоизме-
няется. Именно эти изменения возможно
определить при помощи магнитного поля.
А компьютер способен проанализировать
их и вычислить, какие зоны мозга потреб-
ляют больше кислорода, то есть какие
из них наиболее активны. Таким образом,
МРТ позволяет получить очень точную кар-
тину того, какие из участков мозга прояв-
ляют активность, притом что в кровь
не требуется вводить никакие препараты.
Наблюдения при помощи
радиации
Принцип ПЭТ (позитронно-эмиссионной
томографии) строится на том, что в кровь
пациента вводится слаборадиоактивное
Находящийся в активном состоянии центр Вернике, который позволяет
говорить и понимать сказанное
МРТ позволяет наблюдать за активными
зонами мозга
средство, за которым можно следить при
помощи специальных датчиков. Введен-
ное вещество испускает частицы - позит-
роны, которые можно исключительно чет-
ко идентифицировать. И если в какой-то
области их число существенно возраста-
ет, это значит, что концентрация радиоак-
тивного вещества там повышена. А если
она повышена, это, в свою очередь, зна-
чит, что в этом участке мозга циркулирует
больше крови. Таким образом, становит-
ся возможно с точностью до нескольких
миллиметров обозначить наиболее ак-
тивно работающие зоны мозга и смоде-
лировать его трехмерное изображение
в реальном времени. Впрочем, наблю-
дать за мозгом длительное время этот
способ не позволяет. Вводимое радиоак-
тивное вещество имеет очень короткий
период жизни - всего несколько минут,
после которых оно распадается.
Раскрытие секрета
аутизма
На протяжении долгого времени
аутизм считали исключительно
психологической болезнью. Педи-
атры и психологи думали, что она
является следствием сложных от-
ношений между матерью и ребен-
ком. Но новые технологии визуа-
лизации работы мозга доказали,
что в основе болезни лежат био-
логические причины - некоторые
зоны мозга аутиста работают ина-
че, нежели у обыкновенного ре-
бенка. Например, зона, позволяю-
щая распознавать голоса разных
людей, у них не работает, из-за
чего у аутистов возникают слож-
ности в общении с окружающими.
Активность мозга можно исследовать с точностью до миллиметра.
Возможности мозга
Жизнь тела без мозга совершенно невозможна. Он - «дирижер» на-
шего организма. Но помимо «простого» управления телом, мозг по-
зволяет любоваться пейзажем, наслаждаться музыкой, вспоминать...
Автопилот
I Даже не осознавая этого, мозг руководит деятельностью нашего тела.
Он следит за всеми, необходимыми для поддержания жизни функциями орга-
низма - дыханием, сердцебиением, пищеварением, сном... Новорожденный
малыш обладает уже всеми этими функциями «автопилота».!
Думать не требуется ни для пищеварения...
Все работает само собой
Для того чтобы дышать, переваривать
пищу, ускорять или замедлять ритм
сердца не нужно напрягать мысль.
Мозговой «автопилот» делает это
за нас. Для этой работы он включает
нейронные цепи под управлением ги-
поталамуса. Эту систему называют ав-
тономной, или вегетативной* , нервной
системой. Она находится в постоянном
контакте со всеми частями тела благо-
даря нервным связям. Эта система
контролирует работу сердца, легких,
кровеносных сосудов и внутренних ор-
ганов. Благодаря ей, когда, например,
мы начинаем бежать, сердце автомати-
чески бьется чаще, а дыхание стано-
вится более глубоким. Точно так же че-
ловеку не нужно думать о том, чтобы
заставить работать свой желудок, пе-
чень или кишечник после того, как
он поел. Даже раньше, чем пища попа-
дет в желудок, ее вид, запах и вкус сти-
мулируют гипоталамус, который шлет
сообщение желудку, а затем и кишеч-
нику, чтобы запустить процесс пищева-
рения.
Ритм сна
В мозгу существует нечто вроде внутрен-
них часов, которые получают инфор-
мацию о том, какова освещенность,
и о том, насколько устал организм.
...ни для того, чтобы спать
Эти естественные часы позволяют телу
функционировать оптимальным обра-
зом днем и восстанавливаться ночью.
Именно они регулируют ритм сна.
Взрослому человеку необходимо 6-8
часов сна, а ребенку - 10-12. В моз-
гу существуют нейронные цепи, кото-
рые поддерживают тело в состоянии
Мозг продолжает развиваться и во сне
бодрствования. Когда биологические
часы «говорят», что пора спать, актив-
ность мозга начинает снижаться и на-
ступает сон.
Сны обязательны
Сон - это также обязательное условие
полноценного существования мозга.
Все млекопитающие и все птицы видят
сны. А вот рептилии и рыбы, судя
по всему, нет. При обычном сне актив-
За нашу жизнь 25 лет мы спим, из них 6 лет - видим сны.
ность мозга замедляется, при сновиде-
нии он становится сверхактивным.
И настолько, что он теряет способность
отправлять команды мышцам. Мы ста-
новимся на короткое время словно па-
рализованными! Вегетативные функции
тоже нарушаются. Например, наблюда-
ются паузы в сердцебиении, дыхание
то ускоряется, то замедляется без ви-
димой на то причины. Нервные импуль-
сы проходят по определенным нейрон-
ным цепям и создают ощущения, ана-
логичные тому, как если бы симуляция
вызывалась извне. В результате нам
может казаться, что мы ходим или па-
даем. Судя по всему, сон играет важ-
ную роль в развитии мозга, в укрепле-
нии определенных нейронных цепей,
которые в ином случае исчезали бы.
Рефлексы быстрее мозга
Часто в критических ситуациях некогда
ждать, чтобы мозг подал соответствую-
щую команду. Даже если реакция быст-
рая, может запоздать. Поэтому сущест-
вует система, позволяющая немедлен-
но, без участия полушарий, реагиро-
вать на определенные угрозы. Напри-
мер, коснувшись пальцем раскаленной
плиты, мы немедленно отдернем руку,
чтобы не обжечься. Эта реакция проис-
ходит без участия головного мозга.
Жар — естественная защита
Повышение температуры тела - также автомати-
ческая реакция. Определенные клетки тела при
обнаружении вируса или инфекции информиру-
ют об этом гипоталамус. После этого тот повыша-
ет внутреннюю температуру тела, для того чтобы
затруднить размножение вируса и стимулиро-
вать белые кровяные тельца, ответственные
за борьбу с чужаком.
Сигнал «ожог» проходит непосредствен-
но в спинной мозг, и тот посылает им-
пульс мышце, чтобы отдернуть руку.
Одновременно с этим, этот же сигнал
передается и другим нейронам, кото-
рые передают его головному мозгу.
Но когда он до него дошел и мы осоз-
нали, что мы обожглись, руку мы уже
отдернули!
Реакция на холод
Температура тела также контролируется
автоматически. У человека она близка
к 37°С и не должна отклоняться от этой
величины. Когда нам становится холод-
но, гипоталамус вызывает целую серию
действий. Кровеносные сосуды близ-
кие к коже сужаются, уменьшая коли-
чество циркулирующей через них кро-
Именно мозг выступает в качестве нашего
внутреннего «климат-контроля»
ви, чтобы она меньше охлаждалась.
Тепло тела сосредотачивается внутри,
вблизи жизненно важных органов. Од-
новременно тело начинает производить
тепло при посредстве дрожи. Мышцы
сокращаются, но не для того, чтобы
двигаться, а чтобы производить тепло.
И наоборот - если нам становится
жарко, гипоталамус дает телу команду
потеть, что позволяет избавиться от из-
лишка тепла.
яхвгтпяИои яхэонхбэвои вн во
-яхвиинИои и яхЛнохЛ эн |ядохь ‘оииИох
доэн Лиэ oi£ хэЛахэсПУод вВхээа иибвт
-Лион 0J9 ей ohVo ‘хииэ нифявэИ BtfJOM
‘охи ‘ииижЛбвндо Э1янэнд (эибвтЛиои
OHtfO ОЯЯ1ГОХ хииэ ОХЭН Л — нифяиэИ охе
— ивьЛиэ индоэо ‘(вэвь tz-g) фвбиж и
яИвтоихвиэ охээа этянэ|Д| (jooBb gT)
игтпяи эиьЛхэи и (янэИ S ВОЭВЬ 2.Т)
1ЯТ1ВИНЭ1Г охе — Лнэ ои 1яноиииэь (в
Какое из живот-
ных спит больше
всего?
а)ленивец
б) жираф
в) лошадь
г) летучая мышь
д)дельфин
Мозг работает постоянно, даже если мы этого не осознаем.
им сп_ш ш__________________ia
Восприятие действительности
I Наше тело содер-
жит нервные рецеп-
торы, которые по-
зволяют нам
видеть, слышать, осязать и ощущать вкус. Это и есть пять чувств. Нервные окончания передают мозгу информацию
об окружающем мире, где она обрабатывается конкретными участками. Только после этого мы можем ее осознать.1
Зрение
Мы видим благодаря глазам, а точ-
нее - благодаря сетчатке, которая
превращает свет и цвет в нервные
импульсы.
Закодированная информация прохо-
дит через зрительный нерв и дости-
гает зрительных зон мозга, находя-
щихся в затылочных долях. При этом
левая часть изображения обрабаты-
вается в правой части мозга, а пра-
вая - в левой.
В течение этого процесса зрительная
зона расшифровывает информацию
и пересылает ее в другие зоны -
в височные, которые распознают об-
разы, и теменную, которая отвечает
за ориентацию и координацию в
пространстве.
Слух
Звук - это вибрация, которая волнооб-
разно распространяется в пространст-
ве. Когда эта вибрация достигает уха,
она заставляет колебаться мембрану,
называемую барабанной перепонкой
После этого колебания передаются
трем небольшим костям - молоточку,
наковальне и стремечку. Последнее
в свою очередь передает вибрацию
жидкости, обволакивающей внутреннее
ухо, где расположены рецепторы, вос-
принимающие звук. В результате раз-
дражения этих окончаний возникают
электрические импульсы, передающи-
еся через слуховой нерв в слуховую зо
ну височных долей мозга. Только после
этого звук осознается и при содействии
других зон мозга распознается.
Вкус
Язык способен распознавать вкусы
благодаря расположенным на нем
вкусовым бугоркам. Эти маленькие
пупырышки расположены по всей по-
верхности языка В них находятся ре-
цепторы, чувствительные к разным
вкусам.
Когда пища пережевывается во рту,
молекулы, имеющие вкус, растворя-
ются в слюне и попадают на эти
окончания, которые, в свою очередь,
производят специфические электри-
ческие импульсы. Эти импульсы пе-
редаются по трем нервам во вкусо-
вую зону мозга, расположенную в те-
менной зоне. После того, как их рас-
кодируют нейроны, мы начинаем
ощущать вкус.
Нейроны, специализирующиеся на распознавании лиц
В зрительной зоне мозга существуют нейроны, специализирующиеся на рас-
познавании лиц. Они анализируют черты лица, в первую очередь - форму
глаз, и относят их к категории «человеческие лица». После этого они сравни-
вают эти образы с образами, хранящимися в памяти. В результате, мы мо-
жем быстро распознавать лица наших родственников и знакомых. При пора-
жении этой зоны мозга возникает невозможность распознавать лица, даже
самые знакомые, при том, что и зрение и распознавание других объектов
может оставаться на нормальном уровне!
Мозг способен распознавать сотни различных запахов.
2D___________3 А ГА Д К И МОЗГА
Осязание
Каждый раз, когда наша кожа испыты-
вает давление, натяжение или покалы-
вание, она реагирует благодаря нерв-
ным окончаниям, которые называют
механическими рецепторами. Они спо-
собны реагировать на силу и длитель-
ность воздействия на них. Некоторые
лучше воспринимают растягивание ко-
жи, некоторые - давление на нее.
За счет этого мы отличаем ласку
от оплеухи, укус пчелы от удара. Меха-
ническая деформация этих рецепторов
порождает электрические сигналы, со-
ответствующие типу воздействия. Сиг-
Обоняние
Виды запахов соответствуют видам мо-
лекул, находящихся во взвешенном со-
стоянии в воздухе. Существуют тысячи
различных запахов. Когда молекулы по-
падают в нос, они фиксируются на ре-
цепторах. Это влечет за собой целую
цепь специфических реакций, которые
завершаются возникновением электри-
ческого сигнала, уникального для каж-
дого типа пахучих веществ. Эти сигналы
поступают в обонятельную луковицу,
расположенную непосредственно над
полостью носа. Обонятельная луковица
- это продолжение мозга. В ней сво-
нятельной зоне, расположенной в его
лобной доле. Но в этом анализе участ-
вует также и лимбическая система, во-
влекая в процесс воспоминания
и эмоции. Этим
и объясняется то,
почему часто
те или иные запа-
хи вызывают
воспоминания.
Тело человека,
представленное
в пропорции, в ко-
торой оно воздейст-
вует на осязатель-
налы передаются по нервам к осяза-
дятся воедино импульсы от миллионов
ные участки коры
тельной зоне нашего мозга, располо-
женной в теменной его доле. В ней
нейроны расшифровывают эту инфор-
мацию, и мы ее осознаем.
обонятельных рецепторов, и создается
нечто вроде «обонятельного изображе-
ния». Затем оно обрабатывается други-
ми участками мозга, в частности в обо-
головного мозга
(см. также рисунок
на стр. 8)
Образ тела в мозге
Некоторые участки тела гораздо
богаче нервными окончаниями,
чем другие. Именно поэтому
мы значительно лучше осязаем
предметы при помощи пальцев,
чем при помощи предплечий. И со-
ответственно, мозг получает боль-
ше информации из того участка,
где больше рецепторов. На основа-
нии этого была создана занятная
схема, названная «гомункулус ощу-
щений», в которой пропорции тела
представлены в зависимости
от плотности и числа нервных
окончаний.
Бедра
Нога
Ступня
Гениталии
Щеки
Язык
Лицо
Губы-—.
Плечо Шея
Ляппии Руп90 Толрва
Ладонь „редПлечьХм у т
ьольшие детальный. \ \ \ I
пальцы рук палЬцЫ рук\ \ 'ts? I
Глаза
Нос \
Живот
ЕЗ Боль возникает за счет стимуляции специализированных рецепторов.
IIIIЗИII III И ЕШ . М____________________________________________21
Движение
I Одна из главных возможностей, которую нам дает мозг, - это возможность дви-
гаться. Если бы мы не могли реагировать на все разнообразие информации, полу-
чаемой извне, каков бы был смысл ее обрабатывать? Мозг управляет всеми мыш-
цами тела и в каждый момент знает точное положение каждой из них! При
желании его можно назвать сверхталантливым режиссером...!
Мозг отправляет приказ шевельнуться боль-
шому пальцу правой руки
он превращается из электрического в хи-
мический. Высвобождаемые молекулы
попадают на рецепторы мышцы. Точно
так же как в нейронах, это способствует
возникновению нового импульса, кото-
Простая и быстрая
команда
Приказы, которые мозг отдает мышцам,
формируются в моторной области, рас-
положенной в задней части лобной до-
ли. В этой области отражены все, даже
мельчайшие, мышцы. Так, искусственно
возбудив ее конкретный участок, мож-
но заставить согнуться мизинец на но-
ге. Часто на пути прохождения команды
лежат всего два нейрона. Первый рас-
положен в моторной области мозга. Его
аксон проходит через спинной мозг,
проходя на другую сторону тела (левое
полушарие контролирует правую
сторону тела и наоборот), и передает
информацию так называемому «мотор-
ному» нейрону. После этого сигнал по-
кидает спинной мозг и, пройдя по мо-
торным нервам, достигает конкретной
мышцы.
От электрического сигна-
ла до движения
Между моторным нейроном и мышцей
расположен синапс, идентичный тем, ко-
торые существуют между двумя нейрона-
ми, но который принято называть нейро-
мышечной связью. Когда импульс дохо-
дит до конца аксона моторного нейрона,
Соединение нейрона с мышцей
рый и вызывает ее сокращение. Сокра-
щаясь, прикрепленная к костям мышца
сжимается и производит движение.
Запрограммировать
действие
Отправить единичный приказ мышце
сократиться - это просто. Но сделать
так, чтобы все эти сокращения произ-
водили целенаправленное действие,
куда сложнее! Чтобы поймать летящий
мяч, донести вилку до рта или ходить,
мозг должен распланировать все необ-
ходимые действия. Ему требуется знать,
какова цель движения, как располо-
жить тело в пространстве, какие мыш-
цы для этого сокращать... Это планиро-
вание необходимых действий происхо-
дит в лобной доле. Ее нейроны находят-
ся в постоянном контакте с другими зо-
нами, в частности, ответственными
за зрение и память. Передняя часть
лобной доли сначала создает образ не-
обходимого движения. Оттуда приказы
поступают немного назад в зону, управ-
ляющую мышцами. А она в свою оче-
редь обращается к соответствующей
моторной области.
Когда команды
перестают проходить
Бывает так, что по разным причи-
нам приказ сократиться перестает
доходить до мускулов. Например,
если у человека вследствие аварии
был поврежден спинной мозг, сиг-
налы прерываются на уровне по-
вреждения. В результате, мышцы,
расположенные ниже места трав-
мы, оказываются парализованны-
ми, в то время, как выше него сиг-
налы продолжают проходить нор-
мально. Если же из-за несчастного
случая был поврежден мозг, а точ-
нее - его моторная область, пара-
лизованным может оказаться все
тело. А когда травмировано лишь
одно полушарие, лишь мышцы про-
тивоположной половины тела теря-
ют способность сокращаться. Про-
исходит это из-за того, что полуша-
рия мозга контролируют противопо-
ложную половину тела.
Мозг контролирует более 650 мышц тела!
ЗАГАДКИ МОЗГА
и редко писылае! мячик в цель, по,
благодаря многочасовым трениров-
Когда двигательная программа запуще-
на, требуется проверить, что она верна.
Окружающие условия могли измениться,
кам, профессиональные спортсмены
умеют посылать мячик с потрясающей
скоростью точно в нужный участок сто-
ла! Эта разница в умении основывает-
ся на едином принципе: чем чаще ис-
пользуются те или иные связи между
нейронами, тем быстрее проходят нер-
вные импульсы. Как и другие, навыки
движения возникают, основываясь
на этом принципе: чем чаще движение
повторяется, тем более быстрым и точ-
ным оно становится. Это один из сек-
ретов чемпионов...
Тренировка заставляет работать нейроны
и результат движения может вдруг ока-
заться вовсе не тем, что требуется. Этим
дополнительным контролем занимается
мозжечок. В эту часть мозга, располо-
женную в его основании, поступает вся
информация, отправляемая из моторной
области и приходящая от сенсорных ре-
цепторов (зрение, осязание...). Таким
образом, ему известны все двигатель-
ные намерения мозга и все результаты
отданных им телу указаний. Сравнивая
эти два потока информации, мозжечок
может посылать моторной области кор-
ректирующие сигналы.
Повторение —
мать учения
Когда кто-то играет в первый раз
в пинг-понг, он делает это неуклюже
Хождение — врожденный
рефлекс новорожденного
Если приподнять новорожденного так,
чтобы его ноги касались ровной поверх-
ности, он начинает переставлять их, как
при ходьбе. Однако его мозг еще недоста-
точно развит для того, чтобы управлять по-
добной двигательной программой. Движе-
ние же ног младенца - это рефлекс, кото-
рый не требует вмешательства мозга. Судя
по всему, этими движениями управляют
специализированные нейронные цепи,
расположенные в спинном мозгу. Их на-
зывают «генератор ходьбы». Лишь к
3-4 месяцам движения ног приобретают
вполне осознанный характер.

Воспоминания
I Не будь памяти, наша жизнь оказалась бы очень непростой. Имен-
но память позволяет человеку осознавать себя, не забывать того, что
он делает в настоящий момент, обучаться... Воспоминания хранятся
почти во всех зонах мозга.1
Память расположена повсюду
Цепочки нейронов
ся определенные нейроны: для чтения -
зрительные, для слуха - слуховые, а так-
же некоторые другие. Эти нейронные це-
пи будут активироваться вновь и вновь
при каждом новом прочтении. И чем ча-
ще стихотворение будет повторяться,
тем прочнее будут становиться связи
между нейронами. Можно сказать, что
в некотором смысле в мозгу возникает
«отпечаток». Чтобы вспомнить стихотво-
рение через несколько дней или даже
через несколько лет, достаточно заново
Зона кратковременной памяти
активизировать эту нейронную цепь.
И иногда достаточно вспомнить лишь о
каком-то элементе, например о тембре
Если бы ученые стали бы искать участ-
ки мозга, ответственные за память, они
старались бы напрасно - их не сущест-
вует. В мозгу нет конкретных областей,
где сосредоточены воспоминания -
они равномерно распределены повсю-
ду. Действительно, память - это ней-
ронные цепи. Вспомнить какой-либо
навык обозначает вновь задействовать
именно ту цепочку, которая была за-
действована во время пережитого
когда-то опыта. Таким образом, па-
мять хранится в тысячах соединенных
между собой нейронов.
Чтобы вспомнить, надо
запомнить
Но чтобы заново активизировать эти це-
почки, надо, чтобы они когда-то были
созданы и чтобы связи в них были проч-
ны! Связи создаются в процессе
обучения. Возьмем в ка-
честве примера заучи-
вание стихотворе-
ния Во время
первого прочте-
ния активируют-
Во время чтения
наизусть
голоса учительницы, которая читала вам
стихотворение, чтобы вспомнить весь
текст полностью.
Два типа памяти
Зона долговременной памяти
На самом деле мозг имеет два вида
памяти. Долговременная память по-
зволяет декламировать стихотворение
через несколько лет после того, как
мы его заучили, кратковременная -
запомнить номер телефона,
чтобы записать его
на клочке бумаге или
чтобы,поддерживая
разговор, не забы-
вать про аргументы,
которые были толь-
ко что приведены.
Всякий раз, когда
Человек без памяти
В 1953 году одному страдавшему
эпилепсией пациенту сделали
операцию на мозгу, пытаясь
ослабить интенсивность его при-
падков. Хирурги удалили у него
часть мозга, где, в частности,
располагался гиппокамп. Когда
пациент пришел в себя, медики
обнаружили неожиданный по-
бочный эффект операции.
Он утратил способность запоми-
нать, притом что прежние воспо-
минания у него сохранились
прекрасно. Но все новые впечат-
ления, которые он получал после
операции, улетучивались у него
через несколько минут. В ре-
зультате, врачи были вынуждены
постоянно рассказывать ему, кто
они такие и где он находится!
Именно тогда ученые осознали
роль, которую играет гиппокамп
в процессе фиксации воспоми-
наний. Усиливая работу опреде-
ленных нейронных цепей, эта
часть мозга надолго закрепляет
образы, превращающиеся в вос-
поминания.
Я Теоретически человек может запомнить многие тысячи фактов.
ЗАГАДКИ МОЗГА
нам надо запомнить что-то на несколь-
ко мгновений, в этом участвует не-
сколько специализированных нейрон-
ных цепочек, расположенных в перед-
ней части лобной доли. Ученые пред-
полагают, что в основе принципа
их работы лежит многократный круго-
вой повтор одного и того же импульса.
Недостаток этой памяти заключается
в том, что как только поступает другой
сигнал, тут же могут быть потеряны все
следы предыдущего.
Забывать — совершенно
нормально
Мы забываем что-то, если мы более
неспособны вновь возбудить нейрон-
ную цепочку памяти. Это нормальное
явление. Такое происходит, когда це-
почка «стирается» из-за того, что
мы ее мало использовали. Также бы-
вает, что цепочка сохранилась, но уте-
рян след, ведущий к ней. В этом слу-
Забывание и амнезия имеют разное объяснение
Мы применяем множество уловок, чтобы
запомнить что-то — от самоклеющихся
этикеток, до узлов на носовом платке
чае, воспоминание вроде как и есть,
но мы не можем его найти. И, нако-
нец, бывает, что на одно воспомина-
ние накладывается другое. Это проис-
ходит, например, когда мы меняем
номер телефона и больше не можем
вспомнить прежний.
Болезненная амнезия
Амнезия отличается от забывания
тем, что она не является нормаль-
ным явлением. Часто амнезия стано-
вится следствием физического по-
вреждения мозга. Ее подразделяют
на два типа: антероградная амнезия,
когда пациент не может приобрести
новые воспоминания, и ретроград-
ная амнезия, когда пациент не пом-
нит о прошлом. Существует также се-
лективная амнезия. В этом случае
страдают лишь определенные функ-
ции памяти, например запоминание
лиц или запоминание слов. Подоб-
ный вид амнезии вызывается, как
правило, поражением конкретных
зон головного мозга.
Тест краткосрочной памяти
Внимательно прочтите один
раз список слов. Затем, глядя
в потолок, постарайтесь вспом-
нить их все:
Кошка, солнце, кружка стадо,
музыка, карандаш, телефон,
кровать, машина, чемодан,
нос, морковка.
Сколько слов вы запомнили?
В среднем за время
от 30 до 60 секунд можно за-
помнить лишь 7 слов. Возмож-
ности краткосрочной памяти
гораздо более ограничены,
чем у долгосрочной.
Лосось всегда помнит путь из моря в родную реку.
шшшишш
25
Эмоции
I Ощущения радости, грусти, раздражения или ревности - это тоже плод работы мозга.
Он приводит в действие реакции, которые порой кажутся неконтролируемыми. Но эмоции иг-
рают важнейшую роль в проявлении того, что мы называем индивидуальностью человека.1
У всех млекопитающих есть лимбическая
нервная система
«Эмоциональный мозо>
Эмоции зарождаются в эоне, запрятан-
ной в самой глубине мозга, - лимби-
ческой системе, которую иногда еще
называют «эмоциональным мозгом».
В этой системе объединяется несколь-
ко структур. Она существует не только
у человека, но и у всех млекопитающих,
что свидетельствует о том, что живот-
Некоторая информация вызывает немедленную эмоциональную реакцию
ные тоже подвержены эмоциям. Эта зо-
на появилась гораздо раньше, чем два
полушария, которые часто принято рас-
ценивать как сосредоточие разума. По-
лушария и лимбическая система обща-
ются между собой, но от «эмоциональ-
ного мозга» в направлении «разумного
мозга» проходит гораздо больше сигна-
лов, чем в обратном направлении.
Именно поэтому эмоциональная реак-
ция очень часто опережает разумную,
и именно поэтому иногда эмоции быва-
ет столь сложно контролировать.
Организованная реакция
Эмоция - это организованная автома-
тическая реакция мозга. Естественно,
она изначально возникает как реакция
на информацию, приходящую извне.
Представьте, что вы увидели в лесу
медведя или услышали его рык...
Информация попадает в мозг и обяза-
тельно проходит через таламус, одну
из частей лимбической системы. Его
задача передать эту информацию боль-
шим полушариям, но он также отправ-
ляет копии этой информации другим
частям лимбической системы. Именно
в них эмоциональная составляющая
подвергается анализу - опасное
мы наблюдаем событие или приятное?
В зависимости от полученного ответа
эти структуры посылают сигнал телу, ко-
торое немедленно реагирует, еще
до того, как мы осознаем происходя-
щее. Биение сердца и пульс учащаются,
начинается потоотделение, мышцы на-
прягаются и т. д.
Искусственный смех
Эмоции можно вызвать искус-
ственно, напрямую стимулируя
определенные структуры лимби-
ческой системы. Например, стиму-
лируя гипоталамус кошки можно
вызвать у нее всевозможные виды
реакции - она будет скалить зубы,
выгибать спину и поднимать ды-
бом шерсть. У человека же при
стимуляции так называемой син-
гулярной коры лимбической сис-
темы возникает неудержимое же-
лание смеяться. При этом пациент
не в состоянии объяснить, почему
ему смешно!
Я В отличие от животных, взрослый человек умеет сдерживать эмоции.
за загадки мозга
Вмешательство коры
в эмоции
Через долю секунды после того, как
произошла автоматическая реакция
со стороны лимбической системы, ин-
формация достигает полушария, кото-
рые подвергают ее гораздо более тща-
тельному анализу и подтверждают либо
не подтверждают необходимость или
силу необходимой реакции. Если кора
подтверждает, что угроза реальна, она
дает команду телу убегать. Что можно
Человек без эмоций
Во время несчастного случая, произошедшего
в 1848 году, железнодорожнику Финеасу Гажу
голову проткнул железный прут. Чудесным образом
он выжил и даже быстро выздоровел. Но через некоторое время близкие
заметили, что у него пропали все эмоции. Характер Финеаас Гажа поменялся,
он стал холоден и бесчувственен. Очень быстро он потерял и друзей и работу,
но не испытывал по этому поводу ни разочарования, ни грусти... Сегодня
предполагают, что металлический прут повредил его лимбическую систему,
в частности миндалевидную железу, не затронув другие зоны.
сделать очень быстро, так как сердце
и кровообращение были предваритель-
но приведены лимбической системой
в состояние готовности. Если же наобо-
рот, кора сообщит, что реальной угрозы
нет, некоторое время мы будем чувст-
вовать учащенное сердцебиение и под-
кашивающиеся ноги, а затем чувство
страха улетучится. Сегодня ученым из-
вестно, что дети хуже контролируют
свои эмоции, потому что между их лим-
бической системой и большими полу-
шариями существует меньше связей,
чем у взрослых. Поэтому система «про-
верки» работает у них гораздо хуже.
| Две реакции на одну информацию
1. Эмоциональная информация - звук,
изображение запах...
2. Информация от таламуса к полушариям
3. Эмоциональная реакция лимбической системы
4. Сознательная реакция коры
Сознательная
реакция
Автоматическая
реакция
Эмоции на службе памяти
Часто можно заметить, что эмоцио-
нально окрашенное событие гораздо
легче запоминается, чем простое.
Например, текст, который заставил
нас смеяться или плакать, запомина-
ется куда лучше. Этот феномен объяс-
няется тем, что для эмоций и запоми-
нания в работу вовлекаются одни
и те же структуры лимбической систе-
мы, в частности гиппокамп и мозжеч-
ковая миндалина. Стимуляция этих
структур при помощи эмоций усили-
вает запоминание.
А как же чувства?
Как правило, эмоции и чувства
принято разделять. Первые прехо-
дящи, они проявляются автомати-
чески и немедленно. Вторые же ку-
да более длительны и в их возник-
новении в значительной мере учас-
твует «разумный мозг». Несмотря
на то что не все согласны с этим де-
лением, стоит отметить, что дейст-
вительно, куда сложнее контроли-
ровать само собой возникающее
чувство страха, чем чувство негодо-
вания, в возникновении которого
участвуют и наше сознание, и па-
мять. Точно так же чувство влюб-
ленности редко является неосоз-
нанным рефлексом. И хоть порой
это нелегко, но все же его можно
подвергнуть «разумному» анализу.
Но все же механизмы, руководящие
чувствами, очень близки к тем, что
руководят эмоциями.
Эмоции необходимы для полноценной работы мозга.
шв
Полезные термины, чтобы лучше понять эту книгу.
Аксон
Длинный отросток нейрона, через который передаются им-
пульсы другим нейронам.
Вегетативная нервная система
Часть центральной нервной системы. Она контролирует авто-
матические функции организма, проистекающие бессозна-
тельно, такие как пищеварение или дыхание.
Гормон
Вещество, вырабатываемое эндокринными железами и вы-
деляемое в кровь. Гормоны воздействуют на все органы те-
ла, у которых есть чувствительные к ним рецепторы.
Дендриты
«Щупальца» нейронов, по которым они обмениваются инфор-
мацией с другими нейронами.
Ион
Отрицательно или положительно заряженные атом либо мо-
лекула. При помощи ионов по аксонам передаются нервные
импульсы.
Кора мозга
Внешний слой головного мозга, содержащий нейроны. Имен-
но в коре происходят наиболее сложные процессы, связан-
ные с восприятием, двигательными функциями и памятью.
Лимбическая система
Зона мозга, включающая таламус, гипоталамус, мозжечковую
миндалину и гиппокамп. Лимбическая система отвечает
за эмоции и память.
Миелиновая оболочка
Защитная оболочка аксонов и некоторых нейронов, служа-
щая ускорению передачи нервных импульсов.
Моторный нейрон
Нейрон, передающий приказ мышцам, заставляя их сокра-
щаться или расслабляться.
Нейромедиатор
Химическое вещество, вырабатываемое одним нейроном для
передачи другому через синапс.
Нерв
Похожие на шнур волокна, состоящие из аксонов, встре-
чающиеся по всему телу. Благодаря нервам информация пе-
редается от тела к мозгу (сенсорные) и от мозга к телу (мо-
торные).
Оболочки
Головной и спинной мозг защищены оболочками-менингам
(от греч. meninx) из соединительной ткани. Их существует три
вида - твердая, мягкая и сосудистая (паутинная) оболочка.
Периферическая нервная система
Часть нервной системы, в которую входят нервы, идущие
от спинного мозга. Благодаря ей происходит общение между
мозгом и телом.
Рецептор
Клетка или часть клетки, способная вызывать специфические
химические реакции, когда она возбуждена. Рецепторы могут
быть чувствительны к определенным веществам или физи-
ческому воздействию. Как правило, их возбуц ме цриво-
дит к возникновению нервного импульса.
Синапс
Зона контакта между нейронами. В ней происходит преобра-
зование электрических сигналов в химические.
Центральная нервная система
Часть нервной системы, в которую входит головной и спин-
ной мозг. С ее помощью происходит обмен информацией
между мозгом и телом.
Церебральные волны
Электрическая вибрация, которую измеряют при помощи
электродов, закрепленных на черепе. Эта вибрация — ре-
зультат работы миллиардов нейронов мозга.
Электрон
Элементарная частица с отрицательным элеюричеомг зарщутм.
Эндокринная железа
Орган или отдельная клетка, вырабатывающая вещества, не-
обходимые для работы организма.
Занимательный атлас - Загадки мозга (пер. с фр.)
ISBN 2-7312-34В2-2 (фр.)
ISBN 978-5-91316-014-0 (рус.)
© Editions Atlas 2006 г.
© Издательство Атлас 2008 г.
Отпечатано в КНР.
Редакционный совет: Бернар Канетти (ответственный за издание),
Мари-Франсуаз Керюэль (редакционный советник), Жерар Вормс (редакционный советник).
Главный редактор: Жан-Мишель Буассье
Директор коллекции: Антуанетт Лорензи
Автор: Лиз Барнеон (совместно с Марком Жаннро)
Подбор иллюстраций: Весна Йовович, Мари-Анн Мез
Компьютерная графика: Жералд Кальцепони
Изображения:
Обложка, 1-я полоса: British Library/AKG-images; Rue des Archives; AKG-images; DR.
Обложка, 4-я полоса: Getty; F. Lechenet/Scope; British Library/AKG-image; RMN/Bulloz; E. iessing/AKG-images; F. Grehan/CORBIS.
Стр. 3: British Library/AKG-images; P. Hardy/CORBIS; RMN/Bulloz. Стр. 6: K.H. Haenel/CORBIS. Стр. 7: E. Lessing/AKG-images; Getty; S. Vannini/CORBIS; Ullstein bild/Scherf. Стр. В: E. Lessing/AKG-images British Library/AKG-images. Стр.
9: ATLANTIDE PHOTOTRAVEL/CORBIS, K.H. Haenel/CORBIS. Стр. 13: RMN/R. Gabriel Ojeda. Стр. 15: British Library/AKG-image; RMN/D. Armandel; AKG-images; British Library/AKG-image. Стр. 16: Rico/Leemage; AKG-images. Стр. 17: AKG-
images; Vannini archive/COR BIS; A. Meyer/CORBIS. Стр. 18: E Lessing/AKG-images; archive iconografico/CORBIS; RMN; British Library/AKG-image. Стр. 19: AKG-images; AKG-images; RMN/P. Willi. Стр. 20: Costa/Leemage; Costa/Leemage;
The Bridgeman Art Library. Стр. 21: AKG-images; CORBIS; F. G. Mayer/CORBIS. Стр. 22: RMN/Bulloz; RMN/J. G. Borrizi. Стр. 23: RMN/Bulloz; T. et G. Ba Id iron ne/COR BIS; British Library/AKG-image; British Library/AKG-image. Стр. 24: A.
Wolfitt/CORBIS; F. Grehan/CORBIS; AKG-images; Getty; J. Fuesta Rage/CORBIS; P. Hardy/CORBIS. Стр. 25: F. Lechenet/Scopa; Getty; Getty; CORBIS. Стр. 27: Revault/Leemage; Fototeca/Leemage; CORBIS. Стр. 28: M. Listri/CORBIS, Ullstein
bild/Rakebrand.
Что за таинственная субстанция
находится в нашей голове?
Она позволяет нам двигаться, видеть,
чувствовать, понимать и мечтать.
Но как этому хитросплетению
нейронов и синапсов удается
руководить нашим телом и нашей
мыслью? Атлас «Загадки мозга»
приглашает вас в увлекательное
путешествие внутрь самих себя,
в таинственную и удивительную
вселенную человеческого тела...