Очень важно понимать, насколько сложный механизм - человеческий мозг . Мозг человека весит всего примерно 1300 г, но в нем насчитывается около 100 миллиардов клеток. Трудно представить себе число такой величины (или такие микроскопические связи). Попробуем понять и представить, насколько сложен мозг, сравнив его с чем-либо, что создано самим человеком - например, с телефонной системой всей планеты . Даже если мы представим себе все телефоны мира и все провода (а население земли уже 7 миллиардов), число соединений и триллионы сообщений в день НЕ будут эквивалентны сложности или активности одного человеческого мозга. А теперь посмотрим на "маленькую проблему" - если сломаются все телефоны штата Мичиган и нарушатся все провода, сколько времени потребуется всему штату (где проживают около 15 млн человек) восстановить телефонную связь? Неделю, месяц, несколько лет? Если вы выбрали "лет", то вы близки к истине и примерно представляете всю сложность восстановления мозга после травмы . В примере со штатом Мичиган его жители окажутся без телефонной связи, в то время как во всем остальном мире телефонные службы будут работать нормально. То же самое происходит с человеком при травме головы. Некоторые части мозга будут продолжать нормально функционировать, в то время как другие будут нуждаться в восстановлении или "перезагрузке".

Электрический и химический механизм

Посмотрим на строительные кирпичики мозга. Как уже было сказано, мозг состоит из 100 миллиардов клеток. Большинство из этих клеток называются нейронами. Нейроны - это что-то вроде переключателей, ну, примерно, как всем хорошо известные домашние электрические выключатели. Они либо в состоянии покоя (выключены) или передают электрический импульс по проводам (включены). Нейрон имеет клеточное тело , длинный маленький провод-отросток (этот "провод" называется аксон), а самый кончик его может испускать химический сигнал. Этот химический импульс передается через узкую щель (синапс), где запускает передачу сигнала другим нейроном. Таким образом множество нейронов передают сигнал по проводам (аксонам). Между прочим, каждый из этих миллиардов аксонов генерирует небольшой электрический импульс, общая мощность этих импульсов по примерным подсчетам равняется мощности лампочки в 60 вт. Врачи установили, что измерения этой электрической активности могут быть показателями работы мозга. Устройство для измерения электрической активности мозга называется ЭЭГ (электроэнцефалограф).

Каждый из миллиарда нейронов "выплевывает" химическое вещество, запускающее соседние нейроны. У разных нейронов и химическое вещество разное. Эти вещества считаются "передатчиками" и называются адреналин, норадреналин, дофамин. Уж очень просто, да? Ну, не совсем. Даже в этой упрощенной модели все гораздо сложнее.

Наш мозг - один большой компьютер?

Наш мозг - большой телефонный коммутатор (из-за множества соединений и контактов) или это большой компьютер с режимами вкл/выкл (соответственно компьютерным ноликам и единичкам)? Ни то, ни другое.

Попробуем взглянуть на мозг, используя другую модель. Сравним его с оркестром. Оркестр состоит из разных музыкальных инструментов. Ударные инструменты, струнные, духовые и т.д. У каждого своя работа и в то же время, он должен гармонично звучать вместе с другими. А управляет ими всеми дирижер. По взмаху дирижерской палочки все члены оркестра вступают одновременно и на одной и той же ноте. Если ударник недостаточно репетировал, он испортит игру остальных. Бывают моменты, когда кажется, что общее звучание музыки, "выключено" или она исполняется плохо. Пожалуй, эта модель лучше поможет представить работу мозга. Мы привыкли к стереотипному сравнению мозга с одним компьютером, но на самом деле он как миллионы маленьких компьютеров, работающих слаженно вместе.

Как мозг получает и передает информацию

Как мозг получает информацию? Большая часть информации поступает через спинной мозг в основание головного. Представьте, что спинной мозг - это толстый телефонный кабель, связывающий тысячи линий. Если перерезать этот кабель, человек потеряет чувствительность тела и способность двигаться. Информация поступающая, ИСХОДЯЩАЯ из головного мозга дает команды частям тела (рукам и ногам). ВХОДЯЩЕЙ информации очень много и она бывает разная (жарко, холодно, боль , смешанные ощущения , и т.д.). Зрение и слух не проходят через спинной мозг, а поступают непосредственно в головной. Этим объясняется способность парализованного человека (лишенного возможности двигать руками и ногами) слышать и видеть.

Информация из спинного мозга поступает в центр головного. Она разветвляется, как дерево и проходит к поверхности мозга. Поверхность головного мозга серая, благодаря цвету клеток (поэтому ее часто называют серым веществом). Отростки нейронов или аксионы имеют белую поверхность (их называют белым веществом).

Два мозга - левое и правое полушария

У нас по два глаза , две руки и ноги , почему бы не иметь два мозга? Наш мозг разделен на две половины - правое и левое полушария. Работа, которую выполняет правое полушарие, отличается от работы левого. Правое полушарие занято визуальной деятельностью и играет важную роль в соединении вещей. Например, оно принимает визуальную информацию, соединяет и перерабатывает ее и говорит: "я это узнаю - это стул " или "это машина ", или "это дом ". Оно организует и группирует информацию. Левое полушарие больше является аналитической частью; оно анализирует информацию, собранную правым. Оно берет информацию из правого полушария и превращает ее в языковую форму. В то время, как правое полушарие "видит" дом, левое говорит: "А, я знаю, чей это дом, это дом дядюшки Боба ".

Что же происходит, если одна часть мозга повреждена? Люди , у которых травмирована правая часть мозга, "не соединяют вещи вместе" и не могут перерабатывать информацию. У них часто развивается "синдром отрицания", и они утверждают, что с ними "все в порядке". Приведем такой пример: у человека повреждено правое полушарие - задний его отдел, отвечающий за визуальную информацию - и он теряет частично зрение. Поскольку деятельность правого полушария нарушена, мозг не способен "собирать" информацию, и не понимает, что чего-то не хватает. В сущности, человек слеп на один глаз , но не сознает этого. И что самое страшное, он все еще управлял автомобилем и въехал на нем в офис врача. После ознакомления с результатами тестов, которые врач провел с ним , доктор спросил: "У вас много вмятин на левой стороне Вашего автомобиля?" Пациент был поражен, что каким-то таинственным способом врач знал об этом, не видя его автомобиль. Увы, пришлось убедить его не ездить до выздоровления . Но вы теперь наглядно видите, как правое полушарие обрабатывает и соединяет информацию.

Левое полушарие мозга отвечает за язык и анализ информации, поступающей в мозг. Если нарушено левое полушарие мозга, человек сознает, что что-то не в порядке (правое полушарие делает свою работу), но не в состоянии решать сложные задачи или справляться со сложной деятельностью. Люди с поврежденным левым полушарием более подвержены депрессии, у них возникают организационные проблемы и проблемы с речью.

Зрение - как мы видим

От глаз информация поступает в затылочный отдел мозга. Нам всем знакомо явление, когда при ударе по голове "звезды из глаз сыплются". Такое точно происходит (поверьте мне на слово, экспериментов в домашних условиях ставить не надо). При сильном ударе по затылку, эта часть мозга ударяется о череп , что стимулирует мозг и человек видит звезды или вспышки света. Помните про два полушария? Каждое полушарие обрабатывает половину визуальной информации. То, что мы видим слева, перерабатывает правое полушарие. Информация справа обрабатывается левым полушарием. Провода, по которым информация попадает в мозг "пересекаются" - визуальная информация слева идет в правое полушарие.

Движение

Область мозга, контролирующая движение, располагается в узкой полосе, проходящей от макушки головы прямо к тому месту, где находится ухо . Она называется моторная полоска. Если она повреждена, человек не может контролировать половину своего тела. При повреждении левого полушария перестанет работать правая часть тела. При повреждении правого полушария в этой области левая сторона тела прекращает работать (не забывайте, у нас две половины мозга). Вот почему одна часть лица может быть неподвижной, если человек перенес удар.

Язык и речь

95% людей на земле праворукие, это означает, что у них доминирует левое полушарие. У левшей доминирующее полушарие правое. У правшей способность понимать и язык и выражать мысли находится в левой височной доле. Если взять металлический электрод, зарядить его немного и поместить его у начала левой височной доли, то человек скажет: "эй, я слышу звук ". Если передвинуть электрод к более сложной части доли, то человек разберет произнесенное слово. Если продолжать двигать его к еще более сложной части, можно различить знакомый голос : "О, да это голос дядюшки Боба ". У нас есть простые зоны в лобной доле, которые отвечают за звуки и другие зоны, воспринимающие более сложную информацию на слух.

Правая височная доля тоже отвечает за слух. Однако, при этом ее задача перерабатывать музыкальную информацию и помогать идентифицировать шумы. Если эта область повреждена, человек не различает музыки и не может петь. Поскольку мы думаем и выражаем мысли посредством языка, функционирование левой височной доли изо дня в день нам важнее.

Имеется пограничная зона , где область слуха и область зрения взаимодействуют. Это та область, с помощью которой мы читаем. Мы берем визуальные образы и трансформируем их в звуки. Если этот отдел мозга поврежден или не был развит должным образом в детстве, у человека развивается дислексия. Люди с дислексией могут видеть буквы перевернутыми или не понимать значения написанных слов.

Чувствительность кожи

Если какая-нибудь муха сядет вам на левую руку, эта информация мгновенно будет передана в правый отдел мозга, в ту часть, что расположена рядом с отделом мозга, отвечающим за движение . Тактильная область мозга имеет дело с физическими ощущениями. Движения и ощущения тесно связаны, так что отделы мозга, за них отвечающие, не зря расположены рядом. Поскольку в нашем мозгу движение и ощущения рядом, то понятно, почему люди теряют способность движения и чувствительность в какой-либо части тела при повреждении этой области мозга. Запомните - тактильные ощущения левой стороны тела передаются в правую часть мозга, как и при движении и зрении.

Лобная доля - планирование, организация, контроль

Самый большой и наиболее развитый отдел головного мозга - лобная доля. (Она называется лобной , потому что располагается в передней части мозга.) Одна из задач лобной доли - планирование. Вы, возможно, слышали о "фронтальной лоботомии". В начале века такую операцию делали крайне агрессивным и жестоким людям или слишком возбудимым психическим больным. Хирургическим путем этот отдел мозга повреждали. После такой операции человек становился пассивным и не таким жестоким. Поначалу это воспринималось как великое научное достижение. Нейрохирургия оказалась способной решать такие поведенческие проблемы как насилие. Но вся беда была в том, что больные после операции прекращали делать и многое другое. Они больше не могли делать привычные повседневные дела и обслуживать себя. Они просто сидели безучастно. При травмах головы, ведущих к повреждению лобной доли мозга, человек теряет способность выполнять многоступенчатые задачи (например, ремонтировать машину, готовить еду). Он не может планировать действия.

Организация - это тоже задача лобной доли. Когда мы что-то делаем, мы сначала выполняем шаг А, затем шаг В, потом шаг С. Мы выполняем действия последовательно, по порядку. Такой организацией и занимается лобная доля мозга. При травме лобной доли эта способность к последовательности и организации нарушается. Типичный пример - когда люди во время приготовления еды пропускают какой-либо шаг в последовательности действий. Они забывают добавить важный ингредиент или выключить плиту. На их счету много сожженных кастрюль и сковородок.

Кроме всего сказанного, лобная доля играет важную роль в контроле эмоций. Секторы контроля эмоций лежат глубоко в центре мозга. Это первичные эмоции - голод , агрессия , сексуальное возбуждение. Эти отделы посылают сигналы "делай что-нибудь". Если ты взбешен, дай кому-нибудь по шее. Если голоден, съешь чего-нибудь. Лобная доля "управляет" эмоциями. Простыми словами, у нее есть функции НЕТ или СТОП. Если ваши эмоции подстегивают вас врезать своему начальнику, то именно лобная доля заботливо удерживает вас "СТОП или ты лишишься работы. Если кто-то говорит: "Я завожусь с пол-оборота и зверею ", это означает, что лобная доля не срабатывает, чтобы выключить эмоциональную систему.

С другой стороны, мы обсуждали выше, как лобная доля планирует деятельность. Но иногда некоторые типы эмоций оказываются сильнее и опережают мысль. Например, сексуальное влечение предполагает определенный уровень воображения, планирования и подготовки. Без этого интерес падает. А гнев , наоборот, опережает обдумывание действий. Иногда говорят: "Травма на него положительно повлияла, он теперь спокойнее ". Но если вдуматься, это означает "он больше не такой активный ". Запомните, лобная доля планирует наши действия и контролирует эмоции.

Доктор Глен Джонсон, клинический нейропсихолог

Шошина Вера Николаевна

Терапевт, образование: Северный медицинский университет. Стаж работы 10 лет.

Написано статей

О том, как работает важнейший орган человеческого тела, головной мозг, существует множество легенд и псевдонаучных теорий. Самое частое утверждение гласит: по проведенным исследованиям он тратит не более десяти процентов потенциала. Правда ли это? На сколько процентов работает человеческий мозг на самом деле?

Как работает мозг человека

Мозг - наиболее сложный орган у всех живых существ. Каждое мгновенье ему нужно обработать огромное количество информации, передать сигналы другим системам организма. Ученым до настоящего времени не удалось полностью изучить его структуру и функциональные особенности. У человека орган отвечает за такие процессы, как: , сознание, речевые функции, координация, эмоции, рефлекторные функции.

Центральная нервная система нормального человека состоит из спинного и головного мозга. В состав этих органов входят 2 разновидности клеток: нейроны (носители информации) и глиоциты (клетки, выступающие в качестве каркаса).

Все тело человека пронизано сетью нервов, являющихся продолжением ЦНС. Через нейроны информация от мозга расходится по всему организму и поступает обратно для обработки. Все нервные клетки создают с ним единую информационную сеть.

Миф об использовании 10% мозга

Нет достоверных данных, откуда появилась теория «Десяти процентов», предположительно все произошло так:

1. На стыке 19 и 20 веков двое исследователей Сидис и Джеймс изучали способности детей, проверяя теорию ускоренного развития человека, и пришли к выводу, что человеческий мозг имеет огромный потенциал, который не используется полностью. Позже Томас, другой знаменитый ученый, при написании предисловия к труду Карнеги, вспомнил эту теорию и предположил, что мозг человека на самом деле работает только на десять процентов своего потенциала.
2. Группа научных работников, проводя исследования по нейробиологии, изучая и кору его полушарий, вывели заключение, что в каждую секунду он задействован на десять процентов. Позже на вопрос, сколько же процентов мозга работает у человека, в книгах и телевизионных передачах начали приводить усеченный ответ.

Так расхожий миф превратился в реальность. Легенда о том, что среднестатистический человек использует только десятую часть своего потенциала, приобрела большую популярность. Она постоянно муссируется в художественной литературе и кино, на ее основе создано множество книг и фильмов.

Нечистоплотные психотерапевты и различного рода экстрасенсы хорошо наживаются на существующем мифе, предлагая программы тренингов, проводя дорогостоящие курсы, где человеку:

• обещают тренировать мозг до достижения стопроцентного раскрытия потенциала;

• гарантируют, что каждый умный ребенок станет гением, при использовании предложенных методик;
• предлагают найти и раскрыть скрытые паранормальные способности, якобы дремлющие в каждом человеке.

Что на самом деле

А как же в действительности, насколько работает мозг и как проверить, применяет ли человек свой потенциал полностью?

Аргументация, свидетельствующая о полном использовании мозга:

• Не стоит опираться на умозаключения ученых, сделанные в конце девятнадцатого века. В те времена просто не существовало технической возможности для подсчета в процентном соотношении количества нейронов, задействованных в работе.

• Многолетние эксперименты, тесты и исследования показали, что при выполнении простого действия (общение, чтение и другое) активизируются все участки органа. Следовательно, он работает не на 10, а на 100 процентов.
• Тяжелая часто приводит к серьезным нарушениям в работе организма, потере многих функций. При использовании десятой части деятельности мозга человек не заметил бы разницы, орган мог бы компенсировать травму и задействовать остальной потенциал.
• Природа экономна, ведь на мозговые процессы, протекающие в организме человека, затрачивается около двадцати процентов энергии. Вряд ли на орган, который используется частично, тратилось бы столько энергии.
• Величина мозга также свидетельствует о том, что он использует куда больший процент вещества. Все органы человеческого тела прямо пропорциональны функциям. Мозг, который использует только десятую часть потенциала, весил бы столько же, сколько он весит у овечки.
• Ускорение мыслительных процессов в мозгу происходит в том случае, если применяются правильные методики обучения и упорный труд, а не произошла активация неработающих участков с помощью дорогостоящих курсов.

Мистические способности

Человек в критической ситуации может почувствовать в себе просто мистические способности для решения проблемы. Известны случаи, когда люди в момент опасности поднимали огромные тяжести, принимали нужные решения за краткие доли секунды, увеличивали скорость восприятия информации.

Что же происходит в таких случаях: мобилизация организма и выброс в кровь адреналина или пробуждение остальной части органа? Достоверно известно, что, пережив экстремальную ситуацию, человек чувствует сильнейшую усталость, ведь организм затратил большое количество энергии на действия. Следовательно, дело не в мистических способностях, которые дремлют в мозгу, а в мобилизации органа для решения важной задачи.

Правда ли, что мозг задействуется нами только на 10%?

Существует мнение, что человеческий мозг задействуется нами только на 10%. Вероятно, именно поэтому человек не может придумать, как его развить на 100%. Вопрос: почему тогда так устроен мозг и как всё таки можно заставить его работать на все сто?

Миф о работе мозга

Это неправда! Утверждение о том, что человеческий мозг работает на 10% (5%, 3%), — это старый, абсолютно неверный и совершенно неубиваемый миф. Разберемся, откуда он взялся. В середине прошлого века было совершенно непонятно, как мыслит человек (сейчас это тоже непонятно, но уже на другом уровне). Но кое-что было известно — например, что мозг состоит из нейронов и что нейроны могут генерировать электрические сигналы .

Некоторые ученые тогда считали, что если нейрон генерирует импульс, то он работает, а если не генерирует — значит, «ленится». И вот кому-то пришла в голову мысль проверить: какое количество нейронов в целом мозге «трудится», а какое — «бьет баклуши»? Нейронов в мозге несколько миллиардов, и было бы чистым безумием измерять активность каждого из них — это заняло бы много лет. Поэтому вместо того, чтобы изучать все нейроны подряд, ученые исследовали только небольшую часть, определили среди них процент активных и предположили, что по всему мозгу этот процент одинаков (такое предположение называется экстраполяцией).

И оказалось, что «работает», то есть генерирует импульсы, только неприлично малый процент нейронов, а остальные — «молчат». Из этого был сделан немного прямолинейный вывод: молчащие нейроны — бездельники, а мозг работает только на малую часть своих возможностей. Вывод этот был абсолютно неправильный, но поскольку в то время было принято «исправлять природу», например, поворачивать реки вспять, орошать пустыни и осушать моря, то идея о том, что и работу мозга тоже можно улучшить, прижилась и начала свое победное шествие по газетным страницам и журнальным разворотам. Даже и сейчас что-то подобное иногда встречается в желтой прессе.

Как примерно работает мозг

Как же всё обстоит на самом деле. Мозг человека — структура сложная, многоуровневая, высокоорганизованная. То, что написано ниже, — очень упрощенная картинка.

В мозге есть множество областей. Некоторые из них называются сенсорными — туда поступает информация о том, что мы ощущаем (ну, скажем, прикосновение к ладони). Другие области — моторные, они управляют нашими движениями. Третьи — когнитивные, именно благодаря им мы можем мыслить. Четвертые отвечают за наши эмоции. И так далее.

Почему же в мозге не включаются одновременно все нейроны? Да очень просто. Когда мы не ходим, то неактивны нейроны, запускающие процесс ходьбы. Когда молчим, «молчат» нейроны, управляющие речью. Когда ничего не слышим, не возбуждаются нейроны, отвечающие за слух. Когда не испытываем страх, не работают «нейроны страха». Иными словами, если нейроны в данный момент не нужны — они неактивны. И это прекрасно. Потому что если бы это было не так... Представим на секунду, что мы можем возбудить одновременно ВСЕ наши нейроны (больше секунды такого издевательства наш организм просто не вынесет).

Мы сразу начнем страдать от галлюцинаций, потому что сенсорные нейроны заставят нас

испытывать абсолютно все возможные ощущения. Одновременно моторные нейроны запустят все движения, на которые мы только способны. А когнитивные нейроны... Мышление — настолько сложная штука, что вряд ли на этой планете найдется хоть один человек, который сможет сказать, что случится, если одновременно возбудить все когнитивные нейроны. Но предположим для простоты, что тогда мы начнем думать одновременно все возможные мысли. И еще мы будем испытывать все возможные эмоции. И многое еще произойдет, о чём я не буду писать, потому что здесь просто не хватит места.

Посмотрим теперь со стороны на это существо, страдающее от галлюцинаций, дергающееся от конвульсий, одновременно чувствующее радость, ужас и ярость. Не очень-то оно похоже на создание, улучшившее свой мозг до стопроцентной эффективности! Наоборот. Лишняя активность мозгу не на пользу, а только во вред. Когда мы едим, нам не нужно бегать, когда сидим у компьютера — не нужно петь, а если во время решения задачи по математике думать не только о ней, но и о птичках за окном, то вряд ли эта задача решится. Для того чтобы мыслить, мало ДУМАТЬ о чём-то, надо еще НЕ ДУМАТЬ обо всём остальном. Важно не только возбуждение «нужных» нейронов, но и торможение «ненужных». Необходим баланс между возбуждением и торможением. И нарушение этого баланса может привести к очень печальным последствиям.

Например, тяжелая болезнь эпилепсия, при которой человек страдает от судорожных припадков, возникает тогда, когда возбуждение в мозге «перевешивает» торможение. Из-за этого во время припадка активизируются даже те нейроны, которые в эту секунду должны молчать; они передают возбуждение на следующие нейроны, те — на следующие, и по мозгу идет сплошная волна возбуждения. Когда эта волна доходит до моторных нейронов, они посылают сигналы к мышцам, те сокращаются, и у человека начинаются судороги. Что больной при этом ощущает, сказать невозможно, поскольку на время припадка у человека пропадает память.

Как всё-таки заставить мозг работать эффективнее

Надеюсь, вы уже поняли, что пытаться заставить мозг работать лучше, возбуждая все нейроны подряд, — дело бесперспективное, да еще и опасное. Тем не менее можно «натренировать» мозг, чтобы он работал эффективнее.

Начать придется издалека. Когда рождается маленький ребенок, количество нейронов в его мозге даже больше, чем у взрослого. Но связей между этими нейронами еще почти нет, и поэтому новорожденный человечек еще не в состоянии правильно использовать свой мозг — например, он практически не умеет ни видеть, ни слышать. Нейроны его сетчатки, даже если они чувствуют свет, не образовали еще связей с другими нейронами, чтобы передать информацию дальше, в кору больших полушарий. То есть глаз видит свет, но мозг не в состоянии понять это. Постепенно необходимые связи образуются, и в конце концов ребенок учится различать вначале просто свет, потом — силуэты простых предметов, цвета и так далее. Чем больше разнообразных вещей ребенок видит, тем больше связей образуют его зрительные пути и тем лучше работает та часть его мозга, которая связана со зрением. Но самое удивительное не это, а то, что такие связи могут образовываться почти исключительно в детстве. И поэтому если ребенок по какой-то причине не может ничего видеть в раннем возрасте (скажем, у него врожденная катаракта ), то необходимые нейронные связи в его мозге уже никогда не образуются, и человек не научится видеть. Даже если во взрослом возрасте у этого человека прооперировать катаракту, он всё равно останется слепым. Проводились довольно жестокие опыты на котятах, которым в новорожденном состоянии зашивали глаза. Котята вырастали, так ни разу ничего и не увидев; после этого им уже во взрослом возрасте снимали швы. Глаза у них были здоровые, глаза видели свет — но животные оставались слепыми. Не научившись видеть в детстве, они уже не способны были сделать это во взрослом возрасте. То есть существует какой-то критический период, в который образуются нейронные связи, необходимые для развития зрения, и если мозг не научится видеть в этот период, он уже не научится этому никогда. То же относится и к слуху, и, в меньшей степени, к другим человеческим способностям и умениям — обонянию, осязанию и вкусу, способности говорить и читать, играть на музыкальных инструментах, ориентироваться в природе и так далее. Яркий тому пример — «дети Маугли», которые потерялись в раннем детстве и были воспитаны дикими животными. Во взрослом возрасте они так и не могут освоить человеческую речь, поскольку не тренировали у себя в детстве это умение. Зато они способны ориентироваться в лесу так, как не сможет ни один человек, выросший в цивилизованных условиях.

И еще. Никогда не знаешь, в какой момент «выстрелит» какое-то умение, приобретенное в детстве. Например, человеку, который в детстве активно тренировал мелкую моторику рук, занимаясь рисованием, лепкой, рукоделием, будет легче стать хирургом, проводящим филигранные, точные операции, в которых нельзя допустить ни одного неправильного движения. Иными словами, если что и может заставить мозг работать лучше, то это — тренировка, причем тренировка с самого детства. Чем больше мозг работает, тем лучше он работает, и наоборот — чем меньше его нагружать, тем хуже он будет функционировать. И чем мозг младше, тем он более «гибкий» и восприимчивый. Именно поэтому в школах учат маленьких детей, а не взрослых дяденек и тетенек. Именно поэтому дети гораздо быстрее взрослых умеют приспосабливаться к новым ситуациям (например, осваивают компьютерную грамоту или учат иностранные языки). Именно поэтому тренировать свой интеллект надо с самого детства. И если вы будете это делать, то ничто не помешает вам сделать великие открытия. Например, о том, как работает мозг.

Поводом написания данной статьи послужила публикация материала американских неврологов на тему измерения емкости памяти головного мозга человека, и представленная на GeekTimes днем ранее.

В подготовленном материале постараюсь объяснить механизмы, особенности, функциональность, структурные взаимодействия и особенности в работе памяти. Так же, почему нельзя проводить аналогии с компьютерами в работе мозга и вести исчисления в единицах измерения машинного языка. В статье используются материалы взятые из трудов людей, посвятившим жизнь не легкому труду в изучении цитоархитектоники и морфогенетике, подтвержденный на практике и имеющие результаты в доказательной медицине. В частности используются данные Савельева С.В. учёного, эволюциониста, палеоневролога, доктора биологических наук, профессора, заведующего лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека РАН.

Прежде, чем преступить к рассмотрению вопроса и проблемы в целом, мы сформулируем базовые представления о мозге и сделаем ряд пояснений, позволяющих в полной мере оценить представленную точку зрения.

Первое что вы должны знать: мозг человека - самый изменчивый орган, он различается у мужчин и женщин, расовому признаку и этническим группам, изменчивость носит как количественный (масса мозга) так и качественный (организация борозд и извилин) характер, в различных вариациях эта разница оказывается более чем двукратной.

Второе: мозг самый энергозатратный орган в человеческом организме. При весе 1/50 от массы тела он потребляет 9% энергии всего организма в спокойном состоянии, например, когда вы лежите на диване и 25% энергии всего организма, когда вы активно начинаете думать, огромные затраты.

Третье: в силу большой энергозатраты мозг хитер и избирателен, любой энергозависимый процесс невыгоден организму, это значит, что без крайней биологической необходимости такой процесс поддерживаться не будет и мозг любыми способами старается экономить ресурсы организма.

Вот, пожалуй, три основных момента из далеко не полного списка особенностей мозга, которые понадобится при анализе механизмов и процессов памяти человека.

Что же такое память? Память – это функция нервных клеток. У памяти нет отдельной, пассивной эноргоне затратной локализации, что является излюбленной темой физиологов и психологов, сторонников идеи нематериальных форм памяти, что опровергается печальным опытом клинической смерти, когда мозг перестает получать необходимое кровоснабжение и примерно через 6 минут после клинической смерти начинаются необратимые процессы и безвозвратно исчезают воспоминания. Если бы у памяти был энергоне зависимый источник она могла бы восстановиться, но этого не происходит, что означает динамичность памяти и постоянные энергозатраты на ее поддержание.

Важно знать, что нейроны, определяющие память человека, находятся преимущественно в неокортоксе. Неокортекс содержит порядка 11млрд. нейронов и в разы больше глии. (Глия – тип клеток нервной системы. Глия является средой для нейронов глиальные клетки служат опорным и защитным аппаратом для нейронов. Метаболизм глиальных клеток тесно связан с метаболизмом нейронов, которые они окружают.

Неокортекс:

Глии, связи нейронов:

Хорошо известно, что в памяти информация хранится разное время, существуют такие понятия как долговременная и кратковременная память. События и явления быстро забываются, если не обновляются и не повторяются, что очередное подтверждение динамичности памяти. Информация определенным образом удерживается, но в отсутствии востребованности исчезает.

Как говорилось ранее, память – энергозависимый процесс. Нет энергии – нет памяти. Следствием энергозависимости памяти является нестабильность ее содержательной части. Воспоминания о прошедших событиях фальсифицируются во времени вплоть до полной неадекватности. Счета времени у памяти нет, но его заменяет скорость забывания. Память о любом событии уменьшается обратно пропорционально времени. Через час забывается ½ от всего попавшего в память, через сутки – 2/3, через месяц – 4/5.

Рассмотрим принципы работы памяти, исходя из биологической целесообразности результатов ее работы. Физические компоненты памяти состоят из нервных путей, объединяющих одну или несколько клеток. В них входят зоны градуального и активного проведения сигналов, различные системы синапсов и тел нейронов. Представим себе событие или явление. Человек столкнулся с новой, но достаточно важной ситуацией. Через определенные сенсорные связи и органы чувств человек получил различную информацию, анализ события завершился принятием решения. При этом человек доволен результатом. В нервной системе осталось остаточное возбуждение – движение сигналов по сетям, которые использовались при решении проблемы. Это так называемые «старые цепи» существовавшие до ситуации с необходимостью запоминать информацию. Поддержания циркуляции разных информационных сигналов в рамках одной структурной цепи крайне энергозатратно. Потому сохранение в пямяти новой информации обычно затруднительно. Во время повторов или схожих ситуациях могут образоваться новые синаптические связи между клетками и тогда полученная информация запомнится на долго. Таким образом, запоминание – это сохранение остаточной активности нейронов участка мозга.

Память мозга – вынужденная компенсаторная реакция нервной системы. Любая информация переходит во временное хранение. Поддержка стабильности кратковременной памяти и восприятия сигналов от внешнего энергетически крайне затратна, к тем же клеткам приходят новые возбуждающие сигналы и, накапливаются ошибки передачи и происходит перерасход энергетических ресурсов. Однако ситуация не так плоха, как выглядит. Нервная система обладает долговременной памятью. Зачастую она так трансформирует реальность, что делает исходные объекты неузнаваемыми. Степень модификации хранимого в памяти объекта зависит от времени хранения. Память сохраняет воспоминания, но изменяет их так, как хочется обладателю. В основе долговременной памяти лежат простые и случайные процессы. Дело в том, что нейроны всю жизнь формируют и разрушают свои связи. Синапсы постоянно образуются и исчезают. Довольно приблизительные данные говорят о том, что этот процесс спонтанного образования одного нейронного синапса может происходить у млекопитающих примерно 3-4 раза в 2-5 дней. Несколько реже происходит ветвление коллатералей, содержащих сотни различных синапсов. Новая полисинаптическая коллатераль формируется за 40-45 дней. Поскольку эти процессы происходят в каждом нейроне, вполне можно оценить ежедневную емкость долговременной памяти для любого из животных. Можно ожидать, что в коре мозга человека ежедневно будет образовываться около 800 млн. новых связей между клетками и примерно столько же будет разрушено. Долговременным запоминанием является включение в новообразованную сеть участков с совершенно не использованными, новообразованными контактами между клетками. Чем больше новых синаптических контактов участвует в сети первичной (кратковременной) памяти, тем больше у этой сети шансов сохраниться надолго.

Запоминание и забывание информации. Кратковременная память образуется на основании уже имеющихся связей. Её появление обозначено оранжевыми стрелками на фрагменте б. По одним и тем же путям циркулируют сигналы, содержащие как старую (фиолетовые стрелки), так и новую (оранжевые стрелки) информацию. Это приводит к крайне затратному и кратковременному хранению новой информации на базе старых связей. Если она не важна, то энергетические затраты на её поддержание снижаются и происходит забывание. При хранении «кратковременной», но ставшей нужной информации образуются новые физические связи между клетками по фрагментам а-б-в. Это приводит к долговременному запоминанию на основании использования вновь возникших связей (жёлтые стрелки). Если информация долго остаётся невостребованной, то она вытесняется другой информацией. При этом связи могут прерываться и происходит забывание по фрагментам в-б-а или в-a (голубые стрелки)."

Из выше сказанного ясно, что мозг динамическая структура, постоянно перестраивается и имеет определенные физиологические пределы, так же мозг чрезмерно энергозатратный орган. Мозг не физиологичен, а морфогенетичен, потому его активности некорректно и неправильно измерять в системах, используемых и применимых в информационных технологиях. Из за индивидуальной изменчивости мозга не представляется возможным делать какие либо выводы обобщающие различные функциональные показатели мозга человека. Математические методы так же не применимы в расчете структурного взаимодействия в работе мозга человека, из за постоянного изменения, взаимодействия и перестраивания нервных клеток и связей между ними, что в свою очередь доводит до абсурда работу американских ученых в исследовании емкости памяти головного мозга человека.