Кайя Норденген - Мозг всемогущий

От встречи до постоянных отношений

Долгими вечерами, ночами и по выходным в лабораториях по всему миру работают ученые, которые хотят узнать, как информация сохраняется в мозге, и потом рассказать об этом всем. Что происходит, когда мы нажимаем на кнопочку «сохранить»?

В нашем мозге 86 миллиардов нейронов. Много. Новые нервные клетки образуются только в некоторых областях мозга. Когда мы изучаем алгебру, не образуется никаких отдельных «нейронов для алгебры», которые сохраняли бы для нас информацию. Информация будет храниться в тех нейронах, которые у нас уже есть, то есть в тех, которые уже используются для хранения другой информации.

Рисунок 10. На основном изображении вы видите, как отросток одного нейрона соединяется с телом другого нейрона. Место, где передается информация от нейрона к нейрону, называется синапсом, а щель между ними – синаптическойщелью. Увеличенные фрагменты даны сверху. Информация переносится нейромедиаторамипередающего нейрона, которые попадают на рецепторы принимающего нейрона

Все, о чем вы думаете, что заучиваете и запоминаете, делится на информационные блоки, которые поступают в соответствующие нейронные сети с помощью электрохимических реакций. Электрические сигналы от тела нейрона посылаются ниже по отростку – аксону. На конце аксона электрический сигнал преобразуется в химический и проходит через синаптическующель – промежуток шириной в 20 нанометров. Нейроны не соприкасаются. Они далеко друг от друга. Их разделяет щель шириной в 0,00002 мм. На другой стороне синаптическойщели сигнал попадает в другой нейрон нейронной сети. Переданный через синапс химический сигнал снова может преобразоваться в электрический сигнал, который отправится к следующему нейрону.

Таким образом, синапс – это место, где сигнал передается от одного нейрона к другому.

Вам стоит хотеть, чтобы у вас было большое количество синапсов. Ведь если у вас много синапсов, вам легче приспосабливаться к новым трудностям. Как получить больше синапсов? Учитесь, узнавайте новое! Это необязательно должен быть какой-то теоретический предмет, ведь настольный теннис или сальсаничем не хуже. Чем больше синапсов, тем больше нейронных сетей могут образовать ваши нейроны. Когда вы учитесь чему-то новому, образуются новые синапсы, но если вы не повторяете однажды заученное, синапсы разрушаются. Синапсы постоянно образуются и разрушаются, но те, которые постоянно используются, существуют долго. И они укрепляются благодаря загадочной аббревиатуре ДВП [3] ДВП – долговременная потенциация (Long-term potentiation, LTP). – Примеч. пер . .

Ее величество ДВП

Вы понимаете, что вы настоящий ботан, когда испытываете благоговение при встрече с 80-летним профессором. Мне необыкновенно повезло, и я познакомилась с самим Терье Лёмо, норвежским врачом, открывшим ДВП. Это открытие достойно Нобелевской премии.

Каждый нейрон соединен с другими нейронами примерно 10–15 тысячами синапсов. Не все эти синапсы одинаково эффективны. Аббревиатура ДВП обозначает долговременную потенциацию, то есть усиление синаптическойпередачи. ДВП возникает, когда нейроны одной группы со временем становятся более чувствительными к сигналам друг друга. Это напоминает дружбу: нейроны, которые часто взаимодействуют через синапсы, образуют более тесные связи. Со временем нейрон номер два начинает особенно хорошо слышать нейрон номер один, когда тот говорит ему: «Сейчас ты посылаешь мне действительно слабые сигналы, но я слышу их и, поскольку они от тебя, я перешлю их дальше, через мое тело и дальше через аксон. Но только потому, что их отправляешь ты».

Терье Лёмооткрыл ДВП еще в 1966 году, но прошло много времени, прежде чем мировое научное сообщество признало важность этого открытия для процессов научения. Наши синапсы тоже учатся. Ту нейронную сеть, которую мы используем часто, со временем становится все легче и легче использовать. Скорее всего, вы замечали это на практике много раз. Когда вы разучиваете новое танцевальное движение, поначалу все путается. Но если вы продолжите тренироваться, постепенно все наладится, в том числе благодаря тому, что наши нейроны пользуются ДВП, чтобы общаться между собой.

Нервная ткань, как я уже упоминала, состоит из белого и серого вещества. Синапсы находятся в сером веществе. Серое вещество прекрасно, но все самое интересное происходит не там. Информация хранится не в отдельных синапсах, а в целой нейронной сети. Сеть состоит из множества синапсов между путями из пункта Ав пункт Б, и сами эти пути находятся в белом веществе. Они состоят из нервных отростков – аксонов, покрытых электроизолирующей миелиновой оболочкой. Ее белый цвет и дал название белому веществу. Клетки, образующие миелин, могут отдавать приоритет особо важным сигнальным путям и изолировать их особенно хорошо. А хорошая изоляция означает высокую скорость и минимальную опасность заглохшего двигателя на дороге. Другими словами, важные нейронные сети – это не только более эффективные синапсы, но и более эффективные пути передачи информации.

Рисунок 11. Отростки нейронов – аксоны – изолированы миелином, чтобы электрические сигналы шли быстрее

И миелину, и синапсам нужно питание, а именно кислород. Его доставляют кровеносные сосуды. Поэтому в процессе научения образуются новые кровеносные сосуды, для удовлетворения потребности в энергии. И пусть нам уже многое известно, например, об образовании дополнительных синапсов, об утолщении миелина, о новых сосудах и ДВП, до конца процессы научения и памяти не поняты. Но мы абсолютно убеждены, что упомянутые открытия – ступеньки, ведущие нас к этому пониманию.

Мнение, будто мы используем только 10% мозга, – всеобщее заблуждение, от которого трудно избавиться. И тот факт, что голливудские фильмы по-прежнему используют этот миф, не способствует этому. В фильме « Люси » 2014 года Скарлетт Йохансониграет роль 25-летней Люси, которая получила ударную дозу совершенно нового наркотика. И по мере того, как концентрация наркотика в крови нарастает, зрители наблюдают, как Люси начинает использовать остальной потенциал мозга. С научной точки зрения это вздор. К счастью, 90% нашего мозга не пропадают зря. Мы используем мозг на все сто процентов. Если бы это было не так, не было бы смысла увеличивать его до подобных размеров в ходе эволюции ввиду высокого расхода энергии. Хотя мы используем все нервные клетки, это не означает, что у мозга нет дополнительных ресурсов.