Ученые против мифов: чем «умный» мозг отличается от «глупого» и правда ли, что левши креативнее правшей

В новой серии проекта «Ученые против мифов» мы говорим о мозге. Один из ведущих нейробиологов мира, профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета ПГНИУ Эдуард Коркотиан рассказывает, почему после 20 лет человек не может совершенствовать свое сознание, действительно ли мы используем лишь 10 процентов ресурсов мозга, правда ли, что левши креативнее правшей, и научатся ли когда-нибудь ученые делать успешные операции по трансплантации головы.

— 10 процентов — это, конечно, наивная выдумка. Но не все так просто. Функциональная томография бодрствующего мозга показывает, что фокусы его активности весьма динамичны и разбросаны изолированными очагами. Если усреднить эту активность в пространстве и во времени, то получится нечто весьма далекое от стопроцентной занятости. Не берусь утверждать, что выйдет именно 10 процентов, да это и неважно. Главное, что мозг, никогда не использует всех своих ресурсов одновременно.

Следует ли из этого, что его эффективность можно повысить, «подключив» неработающие области? Естественно, нет. Рассмотрим аналогию: допустим, перед нами сложно устроенная компания. Ее офисный отдел интенсивно трудится по утрам. Программисты любят приходить довольно поздно, но засиживаются допоздна. Рекламный отдел обзванивает клиентов только вечерами. Производство рентабельнее запускать в ночные часы, а отгрузка продукции производится ранним утром, до появления дорожных пробок. Как видим, график работы подразделений абсолютно не совпадает. Например, транспортный отдел не работает по вечерам, когда активно трудятся программисты. Но значит ли это, что водителям следует в свободные часы писать программы, а программистам — водить грузовики? Вряд ли в этом есть смысл.

Та же история и с мозгом. Все его отделы узкоспециализированы и умеют выполнять только свою функцию, а для других задач, естественно, не годятся. Глупо ожидать, что мотонейрон, управляющий какой-нибудь мышцей, будет работать все время. Это никому не нужно. Так же странно ожидать, что клетки, отвечающие за чувство голода, тревоги или удовольствия, будут беспрерывно активны. И как мы сможем что-либо прочитать, если клетка, отвечающая, скажем, за букву «а», станет стрекотать без остановки? Следует понимать, что каждый отдел или центр мозга включается в строго определенный момент времени и выключается, как только цель работы достигнута. Все остальное время он бездействует, хотя потенциально активен. Поэтому на вопрос, какая часть мозговых клеток функционирует в данный момент, ответ может быть только один: ровно та часть, которая требуется, и ни клеткой больше. Лишняя работа не только бессмысленна, но и вредна, так как мозг потребляет до четверти всей получаемой организмом энергии.

Эдуард Коркотиан говорит, что мозг умного человека внешне не отличается от глупого. Однако работает он эффективнее. На фото — глиальная клетка

— Как ресурсы мозга в таком случае используют одаренные люди, люди со сверхспособностями, гении?

— Мы полагаем, что «умный» мозг отличается от «глупого» качеством, а не количеством. В чем-то он устроен лучше, в чем-то хуже. Например, математический гений может плохо водить автомобиль или забывать имена знакомых. Поскольку нейроны образуют невероятно сложную сеть, то вы можете представить себе максимально запутанную электронную схему с триллионами переплетенных проводов. Из этого отнюдь не следует, что мозг в самом деле напоминает электронную схему. Просто условимся так считать. Эффективность работы нашей электронной схемы зависит не от числа проводов (их и так с избытком), а от того, правильно ли они подключены. Чем больше ошибочных контактов, тем больше сбоев дает схема. За неимением лучшего давайте считать, что в одном случае все проводки припаяны правильно, а в другом — далеко не все. Одна схема будет работать эффективнее, быстрее, а вторая — медленнее и с помехами. Причем, перепаять проводки в работающей схеме невозможно, для этого пришлось бы ее отключить. Мозг, как вы понимаете, отключить нельзя.

— Честно скажу, понятия не имею, что такое «повышенная мозговая активность». Когда вы что-нибудь вычисляете, у вас работают одни клетки, когда мечтаете — другие, а когда занимаетесь бегом трусцой — третьи. Например, человек целый день смотрит на мир вокруг себя, следовательно, клетки его сетчатки беспрерывно испускают импульсы. Считать это повышенной активностью или нормальной? Если вас интересует, портятся ли клетки мозга от работы, то могу вас заверить, что нет. Скорее наоборот — плохо приходится тем клеткам, которые подолгу не работают. Ведь получается, что они зря занимают место, потребляют ресурсы, а на деле просто не нужны. Тогда в них запускается механизм самоликвидации, и в конце концов лишние, неработающие клетки погибают. Сильно упрощая, можно сказать, что в мозге действует правило: кто не работает, тот не ест.

Совсем другое дело — патологическая, болезненная активация. Она, безусловно, вредна. Например, такая болезнь, как эпилепсия. При ней в мозге нарушены механизмы торможения. Возбуждение зарождается в каком-нибудь небольшом уголке, но вместо того, чтобы мирно затухнуть — распространяется как своеобразный пожар, охватывая все новые и новые мозговые пространства. Массовое и бесконтрольное возбуждение нарушает ионный состав церебральной жидкости, может послужить причиной повреждения и даже гибели нейронов. Там самым наносится ущерб здоровью, поэтому эпилепсию очень важно держать в узде.

По словам ученого, от повышенной мозговой активности клетки мозга не портятся

— Нет, извилины коры головного мозга являются фактом анатомического устройства, а не умственного развития. Серым веществом обычно называют совокупность нервных клеток. Не было установлено никакой взаимосвязи между физическими размерами (весом, объемом) нормального мозга, числом его клеток и умом.

— Со словом «стресс» нельзя обращаться как попало, опираясь на внутренние, субъективные ощущения. Мерилом стресса является концентрация гормона кортизола, и без анализа крови определенно говорить о стрессе нельзя. Опыты на животных показывают весьма сложное и далеко не самое благотворное влияние стресса на обучение и память. С другой стороны, стресс действительно помогает отсечь всевозможные второстепенные сигналы, которые в обычной жизни отвлекают нас от главной цели. В состоянии сильного волнения мы перестаем реагировать на посторонние мысли, шумы, запахи, помогая себе сосредоточиться на главном.

Причина явления проста. Природный стресс — это то, что испытывает жертва, преследуемая хищником, и хищник, преследующий жертву. Поскольку на кону сама жизнь животного, то оно максимально сосредоточено на решении главнейшей цели: победить в этой гонке, в которой сильнейшему достается все, а слабейшему — ничего. Нам этот замечательный механизм достался от доисторических предков, и теперь он проявляет себя в самых неожиданных ситуациях, в том числе и во время экзаменов. Стресс и есть та природная «таблетка», которая позволяет временно обострить некоторые (подчеркну, лишь некоторые) свойства психики, например, то, что мы называем концентрацией. Следует понимать, что за все надо платить, в том числе и за излишнюю сосредоточенность на чем-то частном. Мозг при этом работает однобоко, не видит и не слышит почти всего, что происходит вокруг. В отдельный момент это может оказаться полезным, но в широком смысле — искажает картину мира. Поэтому физиологический стресс — это лишь кратковременное явление. Если он затягивается на дни и недели, то требует лечения.

Ученый говорит, что в состоянии сильного волнения мы можем сосредоточиться на главном. На фото — так выглядит нервная клетка мозга

— Установлено, что левое полушарие у большинства людей связано с речью, формальным, математическим и логическим мышлением. Словарный запас правого полушария, по всей видимости, невелик, зато оно умеет лучше понимать зрительные и звуковые образы, наделено чувством цвета и ритма. Связь между специализацией полушарий и леворукостью некоторых людей не вполне ясна. Наверняка вы слышали, что в нервной системе существует так называемый перекрест. Он выражается в том, что левая сторона тела управляется правым полушарием, а правая — левым. Доминанта левой руки может указывать на то, что у левши более развито именно правое полушарие, то есть все то, что связано со зрительными образами и визуальным типом мышления. При визуальном мышлении мы не трансформируем мысль в цепочку слов, а стремимся охватить всю проблему целиком. Чтобы понять разницу, сравните описание пейзажа в книге с фотографией того же места. Далеко не всегда снимок лучше описания.

Некоторые исследования указывают на то, что в доисторическую эпоху ни одна из человеческих рук не доминировала. Затем, с развитием речи, человек стал по преимуществу праворуким, но после появления визуальных средств коммуникации доля левшей в человеческом сообществе стала расти. Будет ли продолжаться эта тенденция, сказать пока трудно. Однако тезис о том, что левши более креативны, чем правши, лишен оснований.

— Алкоголь, никотин и другие наркотики грубо вмешиваются в тонкие механизмы мозга, нарушают его работу, вызывают помехи и функциональные отклонения. В одних случаях отравление мозга затягивается на годы, в других — наступает почти молниеносно. При любом раскладе процесс этот фатален для личности, так как клетки мозга практически не регенерируются; утраченное пропадает навсегда. Не следует забывать, что наркотики вредят не только мозгу, но и другим органам: кровеносным сосудам, печени, легким, почкам. Не существует безопасных доз наркотиков. Отравой является любая доза.

Из других воздействий на мозг, с которыми мы сталкиваемся каждодневно, следует особо отметить жиры животного происхождения, а также твердые растительные жиры, наподобие пальмового масла. Все они вызывают отложения в кровеносных сосудах и могут явиться причиной нарушения мозгового кровообращения. Я не призываю полностью отказаться от животных жиров, но следует держать их под контролем.

Хотел бы сказать несколько слов о радиоволнах, которые многих беспокоят в связи с развитием мобильной связи. Здесь важно четко различать источник излучения и его приемник. Например, приемная антенна, какой бы устрашающей она ни казалась, совершенно безобидна. По поводу радиопередатчиков, в том числе мобильных телефонов, единого мнения пока нет. Скажу сразу, что ни одно исследование не показало патологического воздействия радиоволн интересующего нас диапазона. Но на всякий случай советую тем, кто подолгу пользуется мобильной связью, не подносить аппарат прямо к уху, а пользоваться гарнитурой.

Эдуард Коркотиан считает, что генно-модифицированные продукты питания никакой опасности мозгу не несут

Мозгу вредно кислородное голодание. Поэтому сидеть и особенно спать я советую в хорошо проветриваемых помещениях. Мозгу очень важен естественный дневной свет. Плохо сидеть подолу в темноте. В зимнее и пасмурное время года следует пользоваться яркими светодиодными лампами, в спектре которых доминируют синие и желтые лучи. В умеренных дозах организму, в том числе коже и глазам, полезен ультрафиолет. Но я решительно предостерегаю от злоупотребления соляриями.

И последнее, о чем хотелось бы упомянуть, — это наивно-дремучие истории про генно-модифицированные продукты питания. Могу заверить, что никакой опасности как мозгу, так и остальному телу, они не несут.

— Правда, что мозговые клетки не восстанавливаются?

— Да. В абсолютном большинстве отделов мозга нейрогенез (процесс формирования новых нейронов. — Прим. ред.) не обнаружен. А там, где обнаружен, он не играет никакой решающей роли. Так что на протяжении всей жизни мы располагаем лишь теми нейронами, с которыми родились.

— С годами мозг переориентируется с усвоения новых знаний на сохранение и систематизацию того, что усвоил. Процесс этот сопровождается естественной убылью числа незадействованных нервных клеток. Дело в том, что рождаемся мы с многократным избытком нейронов, многие из которых постепенно отмирают. Чем больше вы тренировали мозг в детстве и юности, тем больший запас нейронов сохраните к старости. Процесс снижения памяти и некоторых других когнитивных способностей начинается уже примерно в двадцатилетнем возрасте. Параллельно с этим, однако, увеличивается надежность и рациональность мышления. Еще раз подчеркну, что процессы эти являются естественными и не зависят от нашего желания, воли или состояния здоровья. Их не надо путать с нейродегенеративными заболеваниями, наподобие болезни Альцгеймера, при которой тоже массово гибнут нервные клетки. Это именно патология, а не естественное старение. Поиск лекарств от деменции является одной из главных целей современной нейрофармакологии. К сожалению, она пока не достигнута.

С годами мозг переориентируется с усвоения новых знаний на сохранение и систематизацию того, что усвоил. На фото — так выглядит ткань мозга под микроскопом

— А как в обычных условиях повлиять на развитие мозга и научиться использовать больше его ресурсов? Помогает ли чтение, математические или логические задачи?

— Я предлагаю вам посмотреть на мозг как на орган с двойственными и даже противоположными целями. С одной стороны, мозг начинает жить с «чистого листа», впитывая знания и факты. Но в какой-то момент перед ним встает иная задача: сохранить уже накопленное, не утратить жизненный опыт, который удалось приобрести. Иногда, чтобы записать новое, мы стираем старое. Но не окажется ли потом, что новые записи не важны, а старые уже не вернуть? Чтобы не столкнуться с проблемой переизбытка и утраты информации, мозг с годами все меньше учится новому и все больше усилий тратит на то, чтобы систематизировать и не растерять старое. Вероятно, каждый отмечал подобные перемены в себе, своих родителях, дедушках и бабушках. Но стартуют они еще в юности и развиваются почти незаметно.

Всем родителям следует понимать, что становление мозга ребенка начинается очень рано, еще до рождения, а особенно — в первые месяцы и годы жизни. Важность впечатлений, полученных ребенком в младенчестве, трудно переоценить. Каждый прожитый день, каждая (на взгляд взрослого) мелочь может оказаться фундаментальной и лечь краеугольным камнем в основу новой личности. Именно тогда нужно изо всех сил развивать мозг. Чтение, языки, логические задачи, музыка, краски, а также доброта и нежность (даже если кажется, что ребенок слишком несмышлен, чтобы понять все это) — вот что определяет личность. Если вы хотите развить разум своего ребенка, то для этого никогда не бывает слишком рано. А вот совершенствовать свое сознание после 20–25 лет, действительно, поздновато. Новую информацию вы, конечно же, сумеете усвоить без труда, а глубинно перестроить и усовершенствовать себя — уже нет. Это не вопрос усилия воли или затраченного времени. Просто большинство «проводков» уже проложено и их нельзя перепаять.

Ученый говорит, что совершенствовать свое сознание после 20–25 лет уже поздно

— Я уже намекал, что в случае работающего механизма слова об «активации работы» не имеют большого смысла. Чтобы понять это, представим себе даже такое несложное бытовое устройство, как стиральная машина. А теперь спросим себя, как можно «активировать ее работу»? Чего мы, собственно, ждем, чтобы быстрее крутился барабан, закипела вода, «скакали» программы? От таких усовершенствований стирке будет один вред. Эволюция создавала мозг сотни миллионов лет, шаг за шагом, не ради интереса. Более сообразительный, гибкий, быстрый мозг давал своему владельцу дополнительные шансы в борьбе за существование. Хищник и его потенциальная жертва постоянно соревнуются в хорошей памяти, быстроте реакций, смекалке. От этого зависит их жизнь и выживание потомства. Мозгу крайне невыгодно утаивать от самого себя какие-то «скрытые резервы». Чего ради, где тут польза? Если вы это поймете, то, может быть, перестанете верить кинематографическим историям про «ускорители мышления». Фильмы снимаются для того, чтобы развлекать зрителя, а не обучать. Помните строфу из детского стихотворения Самуила Маршака: «Он отправился в буфет покупать себе билет. А потом помчался в кассу покупать бутылку квасу»? Неужели вы ходите за знаниями в кинотеатр?

Я убежден, что устройство взрослого мозга в целом невозможно улучшить, тем более таблеткой, а наркотики наносят голове огромный, порой непоправимый вред. Но из сказанного не следует, что в работу нервной системы вообще нельзя вмешиваться. Просто для этого требуется совсем другой уровень знаний, нежели тот, которым мы сейчас располагаем. Но уже в наши дни некоторые нервные сбои поддаются хорошей коррекции, например, депрессивные расстройства или чувство беспричинной тревоги.

Над проблемами болезней мозга трудятся тысячи нейрофизиологов, университетов и фармацевтических компаний во всем мире. Иногда вмешательство в работу мозга поднимает ряд этических вопросов. Разные люди и даже разные страны смотрят на эти вопросы по-разному. Приведу пример. Довольно часто дети страдают от синдрома гиперактивности и дефицита внимания. Им трудно усидеть на месте, особенно в классе, когда надо слушать учителя. Сравнительно недавно было открыто психоактивное средство, которое облегчает эти симптомы. В одних странах оно разрешено к применению, а в других (в том числе и в России) этот препарат запрещен. Есть разные точки зрения на применение многих других психотропных препаратов; проблемы новы, а пределы воздействия на личность не определены.

Устройство взрослого мозга в целом невозможно улучшить, тем более таблеткой. На фото — отростки нервной клетки мозга

В 2017 году итальянский нейрохирург Серджио Канаверо планирует провести в Германии операцию по пересадке головы. Пациент — 30-летний программист из России Валерий Спиридонов, который страдает от редкого генетического заболевания — синдрома Вердинга–Хофмана. Из-за болезни он прикован к инвалидному креслу.

— Чем кончится эта странная операция, я прогнозировать не берусь, потому что вообще не умею предсказывать будущее. Могу лишь пояснить следующее. Мозг и тело зависят друг от друга. А именно: тело заботливо питает мозг, а он мудро управляет телом. Можно ли представить одно без другого? Конечно. В норме головной и спинной мозг составляют единое целое. Но иногда, из-за серьезной травмы шеи или спины, их связь нарушается и наступает паралич. Тогда тело продолжает питать мозг, а он уже не способен управлять телом. Восстановление подвижности даже собственного тела — редкое явление. Обычно это, увы, не происходит. Шансы на то, что пересаженная голова сможет управлять новым телом, практически равны нулю. А вот сосуществовать какое-то (скорее всего, непродолжительное) время, подпитываясь этим телом, теоретически может.

Так выглядит синапс мозга — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал клеткой. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками

— В прямом смысле — никакой зависимости я не вижу. Впрочем, с одной оговоркой. Я люблю Пермский край, его величественную природу, разнообразные ландшафты, бурные и спокойные реки, древние Уральские горы, таинственные леса. Я люблю многонациональную Пермь с ее интересными, сдержанными и образованными людьми, наделенными особым чувством юмора и чувством прекрасного. Я высоко ценю насыщенную театральную и культурную среду Перми: Курентзиса, Мильграма, Федотова, Гурфинкеля и многих других, чьи имена следовало бы здесь перечислить. Высоко ставлю пермские вузы, славный Пермский университет, который только что отметил свое столетие и чье руководство смело смотрит в будущее науки. Все перечисленное и многое другое создают в Пермском крае ту атмосферу, которая обогащает и развивает мозг его жителей. В конечном итоге все мы живем в среде, которая окружает нас и которую мы создаем себе сами.

Напомним о том, чему были посвящены предыдущие серии проекта «Ученые против мифов».

Мы говорили об алкоголе — разбирались, можно ли с помощью него согреться на морозе, и чем чревата закуска в виде винегрета и сельди под шубой; о бытовой химии — безопасны ли детские стиральные порошки, и чем отличается бальзам для темных вещей от бальзама для цветных; об экологии — насколько загрязнен воздух в Перми, спасут ли нас альтернативные источники энергии, и правда ли, что свалки могут «поглотить города»; о погоде — можно ли верить приметам, и действительно ли Урал — самое безопасное место на планете; об отношениях между мужчиной и женщиной — правда ли, что любовь живет три года, можно ли жить счастливо без печати в паспорте; и о воде — где в Перми самые чистые родники, и почему детская вода полезнее обычной; о ГМО — опасны ли генетически модифицированные организмы для здоровья, вызывают ли они мутацию, и как трансгенные растения влияют на экосистему; о гомеопатии — лечит ли «лженаука».