Алексей Берков - Лошадь как Искусство. Часть 1

Недавно было открыто явление синаптической пластичности. Отросток-дендрит, соединяющий два нейрона – это не провод, а живая ткань, из которой периодически вырастают дендритные шипики и, таким образом, дендрит ветвится, что обеспечивает контакт не с одним, а многими нейронами. Эти шипики получают входные данные от других нейронов, при этом сигналы бывают различной силы. Если конкретный сигнал постоянен, то срабатывает механизм, позволяющий нейрону усилить этот сигнал, а остальные подавить – это и называется синаптической пластичностью. Это явление крайне важно для адаптации к сенсорной информации, а если по-простому, то так организм определяет приоритетные сигналы и учится реагировать даже на слабые, усиливая их за счет наращивания шипиков дендритов, если они имеют значение. Таким образом происходит усиление слабого постоянного сигнала. Рост дендритных шипиков может быть как случайным, просто по мере пересечения, так и направленным: нейроны могут излучать химические вещества, «призывающие» шипики других нейронов. Эти химические соединения называются факторы роста нервов (ФРН), они крайне важны для работы мозга, поскольку они-то и выстраивают приоритеты в его развитии, привлекая к соединению определенные дендриты, а не все окружающие. Как это происходит, пока не ясно.

Мало того, синапсы работают не однонаправлено, то есть не как электричество в проводах! Часть информации передается обратно в передающий синапс от принимающего. Эта обратная передача также позволяет создавать цепи усиления слабых сигналов, увеличивая их значения. Когда подобную схему работы (не говоря о том, что это мозг) принесли для проверки ведущим программистам, они сказали, что такая схема работать не должна, и вообще непонятно, как тогда происходит процесс выбора и обработки информации. Но мозг прекрасно справляется с этой задачей. Почему так происходит? Как раз потому, что нейроны – это клетки. Внешне они похожи, но вот гены в них работают по-разному, выдавая разный ответ – разные импульсы, химические вещества, продолжительность и т. д. И поэтому до сих пор невозможно создать настоящий искусственный интеллект на основе микросхем. В мозге важно не только огромное количество гибких подвижных связей, которые постоянно перестраиваются, но и изменение сигнала, а главное – самой химии клетки. Изменение химии – это изменение реакции, а раз так, то мозг может выстраивать приоритеты. Поэтому о химии мозга нам придется говорить отдельно.

Вокруг нейрона, как изоляция в электропроводке, располагаются клетки глии. Они занимаются не только изоляцией, а также обеспечением нервных клеток питательными веществами и отводом продуктов их жизнедеятельности. Нейрон не может жить и функционировать без этих клеток! Для обеспечения работы глимфатической системы, занимающейся обслуживанием нейрона и вывода продуктов его жизнедеятельности, как раз и существует сон. Ее деятельность можно сравнить с уборкой в квартире после вечеринки. И чем дольше и здоровее сон, тем лучше уборка и восстановление. Разумеется, как все части организма, работающие органы снабжаются кровью, а не работающие почти не снабжаются. В результате, что работает, то и развивается, что не работает, то постепенно умирает. Это один из принципов живых организмов. Однако нагрузка тоже должна быть адекватной. Она может доходить почти до предела, расширяя границы возможностей, но не переступать границы прочности. Переход этих границ приводит к разрушениям, и все силы организма пойдут на восстановление, а не развитие. А восстановление – вещь дорогая. Как говорится «вход рубль, выход – три».

Очень хорошо этот принцип описан в книге Моше Фельденкрайза «Осознавание через движение». Идея состоит в том, что любое обучение приятно и вызывает любопытство, пока вы остаетесь в безопасной зоне. Обучаясь, вы расширяете эту зону. Но как только вы переходите границу комфорта, доходите до предела, организм чувствует опасность, и больше не хочет доходить туда, где может быть разрушен. Поэтому мы останавливаемся в наших достижениях, не получаем удовольствия от работы или обучения. Перегрузка всегда вредит в долгосрочной перспективе, и не приводит к росту. Это легче всего объяснить на примере мышечной ткани: если у вас травма, организм стремится ее залечить, и вам нужен очень длительный отдых, а весь ресурс организма уходит на восстановление. Серьезная физическая нагрузка также создает микротравмы в мышцах, и ежедневные избыточные нагрузки приводят к истощению не только мышц, но и нервной системы. Мышцы очень сильно связаны с гормональной системой. А вот кратковременная нагрузка с достаточным восстановлением, напротив, провоцирует рост мышц – расширение возможностей организма.

Что мышцы, что мозг всегда стремятся к максимальной адаптации и сохранению энергии за счет использования разных хитрых приемов. Все кто не использовал их, давно уже умерли от истощения. Мотивация – вещь важная, но не беспредельная, и постоянное нахождение вне «зоны комфорта» – это бесконечный изматывающий стресс. Как бы ни была сильна ваша мотивация, вы вряд ли сможете бегать со скоростью гепарда или летать в открытом космосе, а кто это делает, сильно рискует, поэтому постоянно возвращается в «зону комфорта». Генетика у всех разная, существуют оптимисты и пессимисты, любители борьбы или тихие наблюдатели, и за «выход из зоны комфорта» агитируют как раз первые. Для 99% бизнесменов активность – нормальное состояние, они не могут жить по-другому. Борьба и постоянное движение и есть их «зона комфорта». Если их заставить из нее выйти, и засесть за монотонное изучение срезов мозга, они неизбежно окажутся в состоянии постоянного стресса и впадут в депрессию.

Но тут стоит сделать одну оговорку. Выход из «зоны комфорта» – это, без сомнения, стресс, но кратковременный стресс ведет к расширению возможностей. Поэтому да, периодически осваивать и пробовать что-то новое или прилагать сверхусилия необходимо, но помнить о необходимости восстановления и цене успеха. И вот тут у каждого свой баланс. Тем более, что для выхода из этой зоны требуется ощущение «предвкушения» результата, то есть мотивация и энергия, которая тоже не достается организму бесплатно. Но вернемся к устройству нейронов.

Нейроны, аксоны и дендриты, обмотанные клетками глии, в мозге расположены очень плотно, между ними нет пустого пространства. Количество нейронов, как и объем мозга – величина строго индивидуальная, хотя и частично наследуемая. В среднем, у современного человека от 80 до 100 млрд. нейронов при весе мозга около 1350 грамм, но индивидуально разброс может быть от 600 до 2200 гр. То есть вариабельность персональных параметров больше, чем у любого другого животного на Земле. Поскольку плотность мозга близка к плотности воды, то и объем его можно считать близким к 1350 куб. мм. Однако у новорожденного младенца очень небольшое количество связей между ними. Любое обучение – это и есть создание связей между нейронами, то есть прорастание дендритов и аксонов, создание «минифабрик» по производству нейромедиаторов на концах синапсов, обязательное обволакивание «проводов» клетками глии, подведение кровеносных сосудов и т. д.