Елена Белова - Автостопом по мозгу. Когда вся вселенная у тебя в голове

Смысл в том, что электричество обеспечивает скорость передачи сигнала вдоль нейрона, а химия отвечает за специфику сигнала, получаемого следующей нервной клеткой. В мозге существуют десятки различных нейромедиаторов, и у многих из них больше десятка разных рецепторов, каждый из которых воспринимает сигнал медиатора по-своему. Доходит до того, что один и тот же нейромедиатор может прямо запускать либо нервный импульс, открывая каналы через мембрану для электрического тока, либо каскад химических реакций, преобразующих жизнь нейрона и все процессы, которые внутри него происходят. Это зависит от того, какие рецепторы есть у нейрона в синапсе.

Самые ходовые нейромедиаторы — это две аминокислоты: глутамат и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), которые работают в мозге как педали газа и тормоза. Когда в синапсе выделяется глутамат, следующая клетка всегда активируется, если же в синапс выбрасывается ГАМК, следующему нейрону будет намного сложнее запустить нервный импульс — ГАМК тормозит его активность. Уровень активности нейрона в самом первом приближении определяется соотношением между тем, сколько ГАМК и глутамата воспринимает нейрон своими синапсами. Если перевешивает глутамат, нейрон разряжается и уже сам выделяет нейромедиатор для следующих нейронов. Если ГАМК становится больше, нейрон замолкает, и следующие клетки не получают от него никаких сигналов.

Самое интересное, конечно, это те нейромедиаторы, которых в мозге не так много, но они меняют регистр работы нейронов, воздействуя на каскады химических превращений внутри клетки. Они способны менять работу отдельных генов внутри нейрона, приводя к тому, что нейрон либо просыпается, активизируется и активно наращивает новые контакты с другими клетками; либо, наоборот, может разрушать часть своих синапсов, через которые он связан с другими клетками, заставляя нейрон замыкаться в себе.

К нейромедиаторам такого типа относят те самые нашумевшие гормоны счастья для мозга — серотонин, дофамин, эндорфины. На самом деле роль этих и других нейромедиаторов, способных менять состояние клетки и уровень ее общения с другими нейронами, намного сложнее. Такие нейромедиаторы осуществляют тонкую настройку сети, определяя не только наше текущее настроение, но и уровень возбуждения, способность сконцентрироваться на задаче или, наоборот, легко переключаться с одного задания на другое, способность испытывать дискомфорт, который заставляет нас поменять стратегию, чтобы избавиться от неприятных ощущений или игнорировать страдания и продолжать следовать выбранным курсом. Они же отвечают за то, насколько мы способны контролировать свои действия, или, скажем, за то, что именно и как быстро мы выучим — каким образом поменяются связи между нейронами и как преобразование сети контактов поменяет наше поведение в будущем.

Эти тонкие настройки чрезвычайно важны для того, чтобы мы могли меняться или, напротив, оставаться прежними; чтобы могли по-разному реагировать на одни и те же вещи в зависимости от своего состояния и потребностей. Скажем, наши предпочтения будут очень чутко реагировать на то, насколько мы голодны, тревожны или расслабленны, довольны собой и не прочь поискать приключений.

Ровно для этого мозг и жертвует скоростью передачи сигналов — чтобы тонко подстраивать поведение человека к его состоянию, иметь возможность запомнить информацию, когда это необходимо, и выкинуть из головы, когда она потеряла актуальность, чтобы гибко переключать режимы: в расслабленный или в напряженный, в ищущий или скрывающийся, в открытый или замкнутый, в агрессивный или приветливый, в безразличный или очарованный чем-то или кем-то и т. д. и т. п.

Палитра наших переживаний была бы чрезвычайно бедной, если бы не разнообразие нейромедиаторов, которыми нейроны общаются между собой.

Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать

Русская поговорка

Зрение и слух — важнейшие каналы, через которые мы узнаем, что происходит вокруг: смотрим на окружающий мир, подмечаем что-то интересное, а потом делимся своими мыслями с другими, обмениваясь идеями и накапливая знания. Кажется, нет ничего проще, чем зрение и слух. В мире много сложных для понимания штук, но то, что мы видим и слышим — это понятная и простая основа, на которую можно положиться. Когда люди хотят поставить точку в спорах о том, как все было на самом деле, они говорят, что видели что-то собственными глазами или слышали своими ушами. «Очевидный» — синоним доступного и простого для понимания: это когда достаточно посмотреть и убедиться, что все так и есть. Действительность, данная в ощущениях, кажется простым и незыблемым фундаментом, на котором строится наша жизнь.

Научить компьютер видеть и слышать так, как это делает человек, пока невозможно.

Обычно мы допускаем, что люди разные, подразумевая, что они думают и действуют по-разному. Но при этом мы исходим из того, что слышим и видим так же как и другие (если, конечно, у нас нет объективных проблем со слухом и зрением). Понятно, почему нам сложно признать, что люди воспринимают мир неодинаково: в этом случае непонятно, как вообще искать общее пространство для коммуникации, а жить с такой мыслью как-то неуютно. К тому же у нас нет достаточно серьезных оснований, чтобы подозревать, что мы настолько разные. Каждый день мы наблюдаем, как люди говорят, двигаются и реагируют на происходящее вокруг, — надо быть слепым, чтобы отрицать различия между людьми, если знаешь их достаточно хорошо. Но мы не можем прямо пронаблюдать за тем, как люди слышат и видят.

Проблема, однако, кроется еще глубже: вообще-то мы очень плохо представляем себе, как видим и слышим мы сами . Слух и зрение достаются нам просто как данность, сами собой и без особых усилий — точнее, без осознанных усилий. У нас есть представление о простых и сложных задачах: вот, скажем, арифметика — это непросто, надо специально учить таблицу умножения и правила деления. Или вот история, где нужно помнить даты и имена, или география, где важно не путать Иран с Ираком, Ливию с Ливаном и Австрию с Австралией. А зрение — это легкотня: чтобы узнать знакомого на улице, достаточно кинуть беглый взгляд в толпу, и мысль «Ой, да это же Олег из параллельного класса!» сама собой появляется в голове. Главное, что алгебре, истории и географии приходится долго учиться в школе, а зрению и слуху и учить не надо — кажется, они даются детям от рождения.

Чтобы понять, что дела с математикой и восприятием обстоят с точностью до наоборот, нужно было изобрести роботов, а затем постараться научить их видеть и слышать.