Головной мозг — «больше, чем компьютер»

ДРУГОЙ замечательный орган — это человеческий головной мозг. Вместе с остальной нервной системой он часто сравнивается с компьютером. Конечно, компьютер сконструирован людьми и работает шаг за шагом по инструкциям, предопределенным программистами. Но многие люди не верят, что интеллект является инициатором «электропроводок» и «программирования» человеческого головного мозга.

Даже крайне быстрые компьютеры могут обрабатывать только одну частицу информации за другой. А человеческая нервная система может обрабатывать миллионы частиц информации одновременно. Во время осенней прогулки, например, ты можешь наслаждаться красивым пейзажем, слушать песни птиц и воспринимать запах цветов. Все эти приятные восприятия одновременно передаются головному мозгу. В то же время потоки информации исходят от чувствительных рецепторов в твоих конечностях и информируют головной мозг о положении твоих ног в данный момент и о состоянии каждой мышцы. Твои глаза замечают препятствия на пути. На основе всей этой информации головной мозг обеспечивает, чтобы каждый шаг происходил без помех.

Тем временем нижние области твоего головного мозга управляют биением сердца, дыханием и другими крайне важными функциями. Но головной мозг делает еще большее. Гуляя, ты можешь петь, разговаривать, сравнивать настоящие пейзажы с прошлыми или составлять планы на будущее.

«Головной мозг, — заключает труд The Body Book, — больше, чем компьютер. Никакой компьютер не может решить, что ему скучно или что он даром тратит свои таланты и ему следовало бы начать новый образ жизни. Компьютер не может радикально изменить свою программу; перед тем, как он двинется в новое направление, человек с головным мозгом должен снова программировать его . . . Компьютер не может отдыхать, мечтать или смеяться. Он не может быть вдохновленным или креативным. У него не может быть сознания, и он ничего не понимает. Он не может влюбиться».

Чудеснейший из всех головных мозгов

Такие животные, как например, слоны и некоторые большие морские животные, имеют головные мозги, которые больше, чем человеческий мозг, но по сравнению с размерами тела человеческий головной мозг является самым большим. «Горилла, — объясняет Ричард Томпсон в своей книге The Brain, — является физически больше человека, но его головной мозг составляет только четверть величины человеческого».

Число разных путей между нейронами (нервными клетками) в человеческом головном мозгу астрономическое. Это потому, что у нейронов столько соединений; один нейрон может быть соединен с более 100 000 других. «Число возможных соединений в нашем современном головном мозгу фактически неограниченно», — пишет Энтони Смит в своей книге The Mind. Оно больше, «чем совокупность атомных частиц, из которых состоит знакомая нам вселенная», — говорит нейролог Томпсон.

Но есть еще нечто более примечательное. Это — образ, каким эта широкая сеть нейронов соединена, чтобы человек мог думать, говорить, читать и писать, причем на двух или больше языках. «Язык является решающей разницей между людьми и животными», — говорит Карл Сэббег в своей книге The Living Body. Коммуникация животных сравнительно простая. Эволюционист Сэббег допускает, что разница «состоит не только в тривиальном улучшении способностей животных производить звуки, но в фундаментальном достоянии, которое делает человека человеком, и оно отражается в значительных разницах в структуре головного мозга».

Чудесная структура человеческого головного мозга побудила многих людей лучше использовать его потенциал, преуспевая в какой-либо профессии, учась игре на музыкальном инструменте, овладевая другим языком или развивая какой-либо талант, добавляющий жизненную радость. «Когда ты присваиваешь новые умения, — пишут доктора Р. и Б. Бруун в своей книге The Human Body, — ты тренируешь свои нейроны соединяться новым образом . . . Чем больше ты пользуешься головным мозгом, тем эффективнее он становится».

Кто его создал?

Может ли что-то, что так высоко организовано, как кисть руки, глаз и головной мозг, произойти случайно? Если человеку приписывают изобретение инструментов, компьютеров и фотопленок, то, несомненно, надо уважать кого-то за создание универсальной кисти, глаза и головного мозга. «Господи [о Иегова, НМ]!», — пишет псалмопевец. «Славлю Тебя, потому что я дивно устроен. Дивны дела Твои, и душа моя вполне сознает это» (Псалом 138:1, 14).

[Рамка, страница 18]

Твои чудесные нейроны

НЕЙРОН — нервная клетка со всеми ее функциями. Нервная система содержит многие виды нейронов, общее число которых составляет приблизительно 500 миллиардов. Некоторые являются чувствительными рецепторами, которые посылают информацию из разных частей тела в головной мозг. Нейроны в высших областях головного мозга работают как видеомагнитофон. Они могут перманентно накапливать информацию, которая приходит от глаз и ушей. Годами позже ты можешь воспроизводить зрелища и звуки вместе с мыслями и другими восприятиями, которые не могут быть записаны никаким аппаратом.

Человеческая память все еще остается тайной. Это связано с тем, как нейроны соединены. «Средняя клетка головного мозга, — объясняет Карл Сэббег в своей книге The Living Body, — связана с приблизительно 60 000 других; некоторые клетки даже имеют связи с четвертью миллиона других . . . Человеческий головной мозг мог бы накапливать, по крайней мере, в 1 000 раз больше информации в соединяющих его нервные клетки проводящих путях, чем содержит самая большая энциклопедия, скажем, в 20 или 30 больших томов».

Но как передает информацию один нейрон другому? Существа с простой нервной системой имеют многие нервные клетки, соединенные друг с другом. В таком случае электрический импульс переходит мостик от одного нейрона к следующему. Это пересечение называется электрическим синапсом. Оно быстрое и простое.

Может казаться странным, что большинство нейронов в человеческом теле передают сообщения через химические синапсы. Этот более медленный и сложный метод можно пояснить примером поезда, который приезжает к реке, у которой нет моста, из-за чего его приходится перевезти на пароме. Когда электрический импульс достигает химического синапса, ему надо остановиться, потому что щель разъединяет нейроны. Здесь сигнал «перевозится» передачей химических веществ. Для чего такой сложный электрохимический метод передачи нервных импульсов?

Ученые видят многие преимущества в химическом синапсе. Он обеспечивает, что сообщения передаются в одно направление. Кроме того, его описывают пластичным, потому что его функция и структура могут легко меняться. Здесь сигналы могут быть модифицированы. Употреблением некоторые химические синапсы становятся сильнее, в то время как другие исчезают из-за неупотребления. «Учение и память не могли бы развиться в нервной системе, у которой только электрические синапсы», — говорит Ричард Томпсон в своей книге The Brain.

В своей книге The Mind ученый писатель Энтони Смит объясняет: «Нейроны не только отдают или не отдают сигналы . . . они должны быть в состоянии передавать более тонкую информацию, чем да или нет. Они не являются лишь молотком, вбивающим следующий гвоздь то чаще, то реже. Они являются, если останемся при этом примере, набором инструментов плотника с отвертками, щипцами, клещами, киянками — и молотками . . . Каждый нервный импульс преобразовывается по пути, и это — нигде иначе, как только у синапсов».

Химический синапс имеет дальнейшее преимущество. Он занимает меньше места, чем электрический синапс, что, в свою очередь, объясняет, почему у человеческого головного мозга столько синапсов. Журнал Science дает число 100 000 000 000 000 — это соответствует числу звезд сотен Млечных Путей. «Мы являемся теми, какие мы есть, — добавляет нейролог Томпсон, — потому что наши головные мозги по существу являются скорее химическими аппаратами, чем электрическими».

[Иллюстрация, страница 20]

Почему твоему головному мозгу нужно столько крови

ПЕРЕД тем, как нырнуть в бассейн для плавания, ты, может быть, сначала окунешь пальцы ноги в воду. Если вода холодная, малюсенькие рецепторы холода в коже быстро реагируют. Меньше, чем через секунду, головной мозг регистрирует температуру. Болевые рецепторы могут передавать информацию даже еще быстрее. Некоторые нервные импульсы достигают скорости в 360 километров в час — это соответствовало бы бегуну, пробегающему 100 метров в одну секунду.

Но как же головной мозг определяет интенсивность восприятия? Одна возможность состоит в частоте, с которой нейрон отсылает импульсы. Некоторые отсылают импульсы тысячу или больше раз в секунду. Интенсивная деятельность среди нейронов в головном мозгу была бы невозможной без работы насосов и электростанций.

Каждый раз, когда нейроны отсылают импульсы, электрически заряженные атомы изливаются в клетку. Если этим так называемым ионам натрия разрешалось бы накапливаться, нейроны постепенно теряли бы свою способность отсылать импульсы. Как эта проблема разрешается? «Каждый нейрон, — объясняет научный писатель Энтони Смит в своей книге The Mind, — содержит приблизительно миллион насосов — каждый является небольшим бугорком на оболочке клетки —, и каждый насос может в одну секунду обменивать приблизительно 200 ионов натрия на 130 ионов калия». Даже когда нейроны спокойные, насосы продолжают работать. Почему? Чтобы противодействовать эффекту втекающих в клетку ионов натрия и вытекающих из нее ионов калия.

Помповое действие требует постоянного снабжения энергией. Энергия приходит от малюсеньких митохондрий или «электростанций», которые разбросаны внутри каждой клетки. Для производства энергии каждой электростанции нужны кислород и глюкоза из крови. Неудивительно, что твоему головному мозгу нужно столько крови. «Несмотря на то, что он составляет приблизительно только 2 процента веса всего тела, — объясняет Ричард Томпсон в своей книге The Brain, — он снабжен 16 процентами крови . . . Ткань головного мозга получает десять раз больше крови, чем мышечная ткань».

Следующий раз, когда ты будешь щупать температуру воды, будь благодарен за триллионы насосов и электростанций в твоем головном мозгу. И думай о том, что все его действие делается возможным кислородом и глюкозой, транспортированными кровью.

[Иллюстрация, страница 17]

Головной мозг человека может обрабатывать миллионы частиц информации одновременно. При каждом движении чувствительные рецепторы в конечностях информируют головной мозг о положении рук в данный момент и о состоянии каждой мышцы.

[Иллюстрация, страница 19]

Головной мозг гораздо сложнее и универсальнее компьютера.