Абсолютно новый мозг. Как избавиться от тумана в голове, обрести острый ум и ясную память естественными методами
- -
- 100%
- +
Мы думаем о том, как быстро отдергиваем руку, когда обжигаемся.
Органы чувств оснащены рецепторами, которые активируются в ответ на изменение окружающей среды. Интенсивность ощущения связана с количеством активированных рецепторов: чем сильнее раздражитель, тем больше пораженных рецепторов и тем длительнее эффект. Безболезненные раздражители вызывают явление, называемое сенсорной адаптацией. Вот почему, когда мы надеваем рубашку, мы не чувствуем ее на себе постоянно. С другой стороны, болезненные раздражители вызывают усиление или повышение чувствительности: вот почему, если раздражитель сохраняется, боль только усиливается. Это очень полезно, поскольку таким образом обеспечивается защита кожи от повреждений. Мозг получает и отправляет сообщения через нейроны, нервные клетки, отвечающие за обмен и передачу информации, максимальная концентрация которых находится в серой материи, тканевом веществе, покрывающем два полушария. Каждый нейрон сообщается с последующим нейроном через синапсы, а с мышечной клеткой – через нервно-мышечный синапс. Существует много разновидностей нервных клеток. В типовом нейроне распознают три части: тело клетки, ряд дендритов (небольшие ответвления, которые получают входящие сигналы) и аксон (удлинение, через которое проходит сигнал от нейрона к следующему нейрону).
Удивительно, что для сообщения друг с другом нейроны никогда не соприкасаются. В непосредственной близости от синапса находится пространство, где высвобождаются обеспечивающие передачу сигнала нейромедиаторы.
Существуют и другие очень важные клетки, поддерживающие баланс мозговой ткани, здоровье и функцию нейронов: нейроглия (макроглия и микроглия). Название происходит от древнегреческого и означает «клей». И действительно, при наблюдении они похожи на клей, который удерживает нейроны вместе. На самом деле, в прошлом считалось, что они имеют только структурную функцию. Однако теперь мы знаем, что они выполняют и другие функции, а именно: они контролируют нервную деятельность, регулируя кровоснабжение, подачу кислорода и питательных веществ, а также образование и удаление синапсов; они покрывают и защищают нейроны оболочкой, называемой миелиновой; они обеспечивают защиту своей иммунной функцией.
Взаимодействие между нейронами происходит благодаря присутствию нейромедиаторов, и двумя основными из них являются глутамат и ГАМК (гамма-аминомасляная кислота).
– Глутамат – это нейромедиатор-ускоритель, который участвует в более чем 90 % возбуждающих синапсов. Кроме этого, он задействован в процессах обучения и памяти. Глутамат служит источником энергии для нейронов и помогает регулировать циклы сна. Слишком большое количество глутамата приводит к избыточной активности нейронов и способствует развитию тревоги, раздражительности, психоза и нейродегенеративных заболеваний.
– ГАМК – это основной тормозящий нейромедиатор. Он оказывает успокаивающее действие, уменьшает беспокойство и стресс, улучшает сон и расслабляет мышцы. Другие важные нейромедиаторы – серотонин, норадреналин (или норэпинефрин), адреналин (или эпинефрин) и допамин. Эти молекулы не только вырабатываются в центральной нервной системе, но и ведут себя как нейропептиды, перемещаясь в крови и передавая информацию в различные органы и системы.
– Серотонин участвует во многих функциях, таких как сон, память, аппетит, желудочно-кишечный баланс, настроение (особенно в отношении депрессии), восприятие боли и многие другие. Серотонин вырабатывается в желудочно-кишечном тракте в ответ на поступление пищи. Он способствует опорожнению желудка, моторике и кишечной секреции, тонусу толстой кишки. Он регулирует поджелудочную секрецию, выработку инсулина, способность использовать глюкозу на мышечном уровне и накопление висцерального жира.
– Норадреналин вырабатывается в надпочечниках, центральной и периферической нервной системе. Это основной нейромедиатор симпатической нервной системы, регулирующий кровяное давление, сердцебиение, функции печени и т. п. Он высвобождается в большом количестве в ответ на серьезный физический или психологический стресс, например при кровотечении, гипогликемии, получении травматических ран, хирургическом вмешательстве или в случае испуга. Норадреналин увеличивает частоту сердечных сокращений и сократимость, повышает сердечное давление за счет сужения сосудов, приводит к расширению зрачков, повышает выброс глюкозы из энергетических запасов, кровоснабжение мышц и потоотделение. Вместе с адреналином он подготавливает организм к реакции «бей или беги», при этом ускоряя обмен веществ, вырабатывая большое количество энергии и помогая выдерживать физические нагрузки.
– Адреналин помогает быстро реагировать на раздражающие, стрессовые или опасные ситуации. Он известен как нейромедиатор реакции «бей или беги». В момент, когда тело контактирует с предполагаемой опасностью, миндалевидная железа незамедлительно получает сигнал тревоги и начинает производить адреналин в большом количестве, что вызывает расширение бронхов и ускоряет сердцебиение. Это приводит к увеличению кровоснабжения мышц ног. Адреналин также отвечает за закрепление информации в памяти. Миндалевидная железа является большим эволюционным преимуществом: она не только анализирует возможную опасность ситуации, но и заставляет нас помнить об этом.
– Допамин участвует в реализации многочисленных функций, таких как координация движений, настроение, сон, память, обучение, вознаграждение и мотивация. Он позволяет испытывать удовольствие и удовлетворение. Когда мы достигаем цели, то чувствуем себя хорошо, потому что мозг повышает уровень допамина. В частности, всплески допамина происходят в ответ на такие приятные события, как хорошая еда, секс, победа в игре, употребление наркотиков или алкоголя. К сожалению, таким образом запускается механизм зависимости: при падении уровня допамина снова очень хочется пережить приятные эмоции. Наступает фаза абстиненции.
Кора
Кора играет фундаментальную роль, потому что управляет сенсорными стимулами, произвольными движениями и является центром когнитивных способностей.
Несмотря на то что в присвоении определенных функций отдельным областям был достигнут значительный прогресс, все же следует считать, что каждая область связана с другими частями мозга.
Таким образом, мы можем разделить кору на три области:
– моторная;
– ассоциативная;
– сенсорная.
Моторная кораРасположена в задней части лобной доли. При активации информация передается нейроном в ствол мозга, спинной мозг, а затем в мышцы. Моторная кора отвечает за выходной сигнал, модулируемый двумя цепями: базальными ганглиями и цепью мозжечка. Эти две цепи управляют скоростью и точностью (быстрые и точные действия), и другими характеристиками движения, наделяющими его гармоничностью и определенностью. Повреждение базальных ганглиев, как в случае болезни Паркинсона, приводит к появлению замедленных, нерегулярных и прерывистых движений.
Ассоциативная кораОграничена спереди соматосенсорной корой, сзади – зрительной корой, а сбоку – слуховой корой. Данный тип коры имеет первостепенное значение для интерпретации и придания важности сигналам, поступающим из сенсорных областей. Ассоциативная кора состоит из четырех областей.
– Префронтальная кора – организованный центр управления, связанный с многочисленными областями мозга. Данная часть мозга отвечает за планирование когнитивно сложного поведения и выражение личности. Она играет ключевую роль в таких исполнительных функциях, как определение стратегии, планирование, самоконтроль, внимание и концентрация. Здесь находится рабочая память, ответственная за хранение и управление информацией. Префронтальная кора координирует и регулирует социальное поведение, она также связана с развитием личности. Данный тип коры помогает нам управлять импульсами и эмоциями и является местом сосредоточения мотивации и надежды. Она считается той частью мозга, которая действительно делает нас людьми, поскольку позволяет отличать хорошее от плохого и контролировать свое мышление. Это самое сложное отражение нашей эволюции: это была последняя часть коры, которая развивалась в хронологическом порядке и формируется в ходе развития нервной системы. Фактически она достигает своего полного развития примерно через двадцать-двадцать пять лет. Этим объясняются трудности подростков с пониманием определенных вещей и контролем их импульсивности, в результате чего они часто действуют, не задумываясь о последствиях.
– Центр Брока и Вернике – центры контроля устной и письменной речи. Как увидим позже, они играют очень важную роль в сочетании со слуховой корой.
– Нижняя теменная доля – это область, которая взаимодействует со всем, что нас окружает. Она заставляет нас чувствовать ласку или силу объятий. Нижняя теменная доля позволяет нам танцевать, ориентироваться в пространстве, чувствовать и понимать окружающую реальность. Благодаря ей мы ощущаем давление на кожу и распознаем любую часть нашего тела, не глядя на нее. Например, когда кто-то кладет руку нам на плечо, мы знаем, что это плечо, нам не нужно смотреть, чтобы понять, в каком месте к нам прикасаются. Нижняя теменная доля отвечает за ощущение тепла, холода или боли. В данной области формируются ассоциации между объектом и воспоминанием о моменте в прошлом и ощущениями, которые мы испытали. Это позволяет узнать, в каком положении мы находимся. Она также необходима для реализации более сложных процессов, таких как принятие решений и математические вычисления. Данный орган позволяет анализировать последовательности, думать о математических символах, составлять списки и делать вычисления.
– Компоненты коры лимбической системы – это гиппокамп, лимбическая доля, орбитофронтальная кора, грушевидная кора и энторинальная кора.
Префронтальная кора достигает своего полного развития к 20–25 годам. Это объясняет трудности подростков с пониманием определенных вещей и контролем их импульсивности.
Гиппокамп управляет закреплением кратковременной и долговременной памяти, пространственной памятью и изучением новой информации. Наряду с миндалевидной железой он играет важную роль в записи воспоминаний и эмоциональных состояний: гиппокамп запоминает объективные факты и участвует в регистрации восприятия, в то время как миндалевидная железа удерживает настоящую эмоцию, связанную с фактом. Например, если мы совершим аварию, обогнав одну машину, гиппокамп запомнит форму и цвет другой машины и особенности аварии, в то время как миндалевидное тело заставит нас беспокоиться всякий раз при совершении обгона в будущем.
Лимбическая доля – это не единая структура мозга, а скорее группа взаимодействующих структур, включающая части каждой доли коры головного мозга. Это жизненно необходимо для работы памяти, обучения, мотивации и эмоций, а также для эндокринных функций и некоторых автоматических и бессознательных функций организма вегетативной нервной системы. Доля получает сигналы от раздражителей из разных областей мозга и участвует в сложном и взаимозависимом поведении (память, обучение, эмоции).
Орбитофронтальная кора связана с лимбической системой и миндалевидной железой. Она имеет прямое отношение к личности человека, эмоциям и социальному поведению. В коре присутствует «система наблюдения», которая позволяет адаптироваться к определенному социальному контексту и контролировать импульсы. Орбитофронтальная кора играет определенную роль в принятии решения о том, какое поведение применять на основе полученных вознаграждений или наказаний. В случае получения травм в данной области появляется нечувствительность к наказаниям. Человек не заботится о последствиях своих действий, но он одержим вознаграждениями, и если он их не получает, то становится агрессивным и разочарованным, что затрудняет существование в социуме. Травмы могут привести к вульгаризму языка, отсутствию эмпатии, гиперсексуальности, проблемам жестокого обращения и даже осуществлению незаконных и преступных действий.
Грушевидная кора играет жизненно важную роль в восприятии запахов, способности распознавать их с учетом собственного опыта, а также в кратковременном привыкании к запахам и их запоминании.
Энторинальная кора – это входная дверь для поступающей и выходящей из гиппокампа информации. Кроме того, это жизненно важный центр обмена информацией и восприятия времени. Она может формировать и вызывать пространственные воспоминания без участия гиппокампа, обеспечивает пространственную ориентацию, формирует диаграммы мышления и позволяет определять, в каком направлении мы движемся. Это важно для формирования и закрепления воспоминаний, распознавания раздражителей и семантической памяти, то есть данная область коры позволяет нам различать то, на что мы смотрим. Здесь происходит интеграция и связывание зрительных и слуховых воспоминаний. Стоит отметить участие обонятельной системы, поскольку данный участок коры связывает запахи с воспоминаниями. Травмы в данной области могут привести к проблемам с памятью и узнаванием, к дезориентации, зрительным и двигательным проблемам.
Сенсорная кораСенсорная кора делится на четыре области.
– Соматосенсорная кора расположена в теменной доле мозга и предназначена для приема сенсорных раздражителей.
– Зрительная кора. Зрение присутствует благодаря специализированному процессу, называемому зрительным путем, который берет начало в сетчатой оболочке глаза. Зрительная кора разделена на несколько частей: первичная, которая контролирует обработку информации о статических и движущихся объектах. Она отвечает за зрение и содержит подробную «карту» всего поля зрения. Вторичная и третичная части анализируют, распознают и интерпретируют изображения, обработанные в первичной зрительной коре, чтобы иметь возможность придать смысл тому, что мы видим, и сравнить его с «базой данных» информации, содержащейся в нашей зрительной памяти. Например, глядя на стакан, мы видим его первичной корой и распознаем его вторичной и третичной корой: присутствуя в зрительной памяти, мы знаем, что можем использовать его для питья.
– Слуховая кора. Слуховая область делится на первичную и вторичную. Первичная область улавливает звук, вторичная «интерпретирует» его, сравнивая с уже имеющимися у него данными, хранящимися в слуховой памяти. Когда мы слышим звук или слова, они поступают в слуховые центры (первичная слуховая область), где происходят их расшифровка и понимание. После чего активируются пути, влияющие на построение речи и разговора (вторичная слуховая область). Благодаря лобно-височной системе, лежащей в основе слухового восприятия, мы можем отличать голоса от музыки или от шума. Левые вторичные слуховые области специализируются на языке, правые – на музыке и мелодии (медленные раздражители). Ритм (быстрые раздражители) в свою очередь подвергается обработке преимущественно левым полушарием.
– Обонятельная кора – это структура, принимающая сигналы от обонятельной луковицы и отправляющая их в специализированные центры для обработки. Запах-раздражитель зависит от присутствия в воздухе обонятельных молекул, которые связывают «обонятельные рецепторы» в клетках полости носа и направляют информацию через обонятельные нейроны сначала в обонятельную луковицу, первую станцию расшифровки, а затем в обонятельную кору, которая обрабатывает их и развивает восприятие запахов.
От мозга к нервной системе
Нервная система – это чрезвычайно сложная система связи, которая может одновременно отправлять и получать огромное количество информации для регулирования движений и координации произвольных и непроизвольных физических и психологических функций организма.
В классическом понимании нервная система человека делится на центральную нервную систему (ЦНС), состоящую из головного и спинного мозга, и периферическую нервную систему (ПНС).
О центральной нервной системе мы много говорили, поэтому теперь поговорим немного о периферической нервной системе.
ПНС связывает ЦНС с остальной частью тела. С функциональной точки зрения ПНС можно разделить на несколько систем, которые передают информацию в центральную нервную систему и получают ее от кожи, мышц или органов чувств. При этом данные системы соединяют головной и спинной мозг на периферии тела. В зависимости от информации ПНС регулирует функциональность желез, внутренних органов и мышц.
Мы можем рассматривать мозг как компьютер, управляющий функциями организма, а нервную систему – как сеть, которая передает сообщения своим различным частям.
Она делится на соматическую нервную систему и вегетативную нервную систему.
– Соматическая нервная система состоит из сенсорных нервных волокон, идущих от тела и направленных в мозг, и моторных волокон, состоящих из двигательных нейронов (удлинения нейронов, локализованные в головном и спинном мозге), которые из ЦНС идут в скелетные мышцы. Соматическая нервная система позволяет ЦНС собирать сенсорную информацию и контролировать произвольные мышцы.
– Вегетативная нервная система (ВНС) имеет довольно сложную структуру. В классическом представлении она делится на симпатическую (или стволовую симпатическую) нервную систему и парасимпатическую (или вагальную) нервную систему. Парасимпатическая система обладает успокаивающим действием и помогает нам переваривать, отдыхать и восстанавливаться. Симпатическая система, наоборот, возбуждается и активируется в реакциях «бей или беги», а также в условиях стресса или опасности. Между тем благодаря исследованиям Стивена Порджеса теория четкого различия была заменена новой теорией, которая предполагает наличие второй ветви блуждающего нерва и обращает внимание на влияние стресса на сердце и здоровье в целом. Помимо всего прочего, было дано описание кишечной нервной системы, регулирующей связь «микробиота – кишечник – мозг». Позже мы рассмотрим данную тему более подробно.
По словам Порджеса, нервная система млекопитающих – результат эволюционной адаптации. В ответ на внешнее воздействие нервная система развила характеристики, позволяющие ей выжить и сохранить гомеостаз. Такие характеристики включают двигательное поведение, психологическое состояние, внешние отношения и когнитивную активность. Для выживания млекопитающие должны уметь отличать друзей от врагов и оценивать безопасность окружающей среды. Кроме того, они должны общаться для создания социального единства. Именно по этой причине у млекопитающих сформировался определенный тип функциональной неврологической организации, позволяющий им регулировать внутреннее состояние и внедрять социальное поведение.
В состав вегетативной нервной системы входят кишечная и внутрисердечная нервные системы.
– Кишечная нервная система локализуется в кишечнике и отвечает за иннервацию внутренних органов. Она включает нейронные цепи, контролирующие двигательные функции (моторику, перистальтику), кровоснабжение, перенос слизи и выделений. Эта нервная система модулирует иммунную и эндокринную системы, не только систему кишечника.
– Внутрисердечная нервная система расположена внутри сердца. В прошлом ученые отмечали, что сердце человеческого плода начинает биться еще до того, как сформирован мозг. Этот очевидный парадокс заставил их задаться вопросом, откуда взялся разум, необходимый для запуска и регулирования сердцебиения. Доктор Эндрю Армор в 1991 году первым подал идею «функционального сердечного мозга». Таким образом, было обнаружено, что сердце имеет свою собственную независимую от мозга нервную систему. Эта система настолько сложна, что ее можно квалифицировать как «маленький мозг». На практике у сердца есть своя специфическая нервная система, которая не только регулирует ритм, но и влияет на функцию самого мозга. Количество нервных связей, идущих от эмоциональных центров к когнитивным центрам, на самом деле намного превышает количество нервных связей, идущих от когнитивных центров к эмоциональным центрам. Это объясняет невероятную силу эмоций по сравнению с мыслями. Влияние сердца на мозг также определяется тем, что сердце выделяет нейропептиды и регуляторные пептиды – окситоцин, допамин, норадреналин и предсердный натрийуретический гормон. Вот почему, когда мы должны принять решение или оценить ситуацию, кажется, что эти два органа находятся в постоянном конфликте: к кому прислушаться? Должны ли мы стать рациональными и прислушаться к мозгу или следовать эмоциям и прислушаться к сердцу? Равновесие этих двух систем позволяет нам распознавать и бережно относиться к своим эмоциям, сохраняя способность к критическому и логическому мышлению.
О функционировании вегетативной системы, ее связи со стрессом и эмоциями, а также о ее важности для поддержания и восстановления здоровья мы подробно расскажем в отдельной главе.
Глава 2. Развитие мозга
Человеческий род – это единственный род, чей мозг за эволюционно короткое время увеличился в размере в три раза, что способствовало улучшению мыслительных способностей. Ни одно другое животное на планете не претерпело столь быстрого эволюционного развития. В данной главе мы узнаем, что именно питание имело первостепенное значение, точнее питательные вещества, которые заставили наш мозг развиваться (спойлер: нет, это были не сахара). Решающую роль сыграла пищеварительная система, а также способность обмена веществ адаптироваться к соответствующим условиям.
Но почему же сегодня человеческий мозг перестал расти? Опять же, питание – один из ключевых факторов. В дополнение к тревожному увеличению таких нейродегенеративных заболеваний, как болезнь Альцгеймера, наблюдается рост тревожности, депрессии, бессонницы и неспособности сконцентрироваться.
Давайте разберемся в том, что происходит и почему. Мы поймем причины и прежде всего узнаем союзников, которые могут помочь справиться с указанными изменениями. К таким союзникам можно отнести грибы, представляющие большой интерес для исследователей.
Рацион питания и размер мозга
Как упоминалось ранее, почти за три миллиона лет человеческий мозг увеличился в размерах в три раза. Какие факторы и условия способствовали этому невероятному увеличению в эволюционно короткие сроки и почему этого не произошло у других видов животных?
С исчезновением лесов из-за серьезного изменения климата человек должен был выживать на лугах, где проживало множество крупных животных, и ему приходилось соревноваться в охоте с другими хищниками, такими как, например, львы, и поэтому часто приходилось довольствоваться тушами добычи после обильной кормежки. Обычно оставались голова и кости, и нашим предкам приходилось учиться извлекать из них головной и костный мозг.
Сначала в качестве ударных инструментов они использовали камни, позже инструменты были усовершенствованы, что значительно упростило задачу пропитания.
Особенность головного и костного мозга по сравнению с другими частями тела животного в том, что они состоят из гораздо более жирных, насыщенных питательных веществ и энергетических тканей, именно тех, что способствовали оптимизации функций и структуры мозга.
Вот первый миф: пища, что «стала строительным материалом» для человеческого мозга – это не злаки, вошедшие в наш рацион «всего» десять тысяч лет назад, а жиры, которые наш организм способен усваивать уже миллионы лет.
Адаптация пищеварительной системы
Травоядные и плотоядные животные не способны синтезировать жиры.
Травоядные животные едят траву, листья и растения, которые в основном состоят из волокон. Они физиологически неспособны переваривать клетчатку, но у них есть участки пищеварительной ткани, способные сделать это благодаря содержанию ферментирующих микробов, тем самым производя специфические молекулы жира, называемые короткоцепочечными жирными кислотами (КЦЖК), которые можно использовать в качестве источника энергии.
Жвачные животные, например, в пищеварительном тракте перед желудком имеют настоящие камеры ферментации. У других травоядных животных подобные камеры ферментации, способные выполнять данную пищеварительную функцию, расположены на уровне толстой кишки и слепой кишки. Наши предки, такие как шимпанзе, имеют очень длинную толстую кишку (ободочную кишку), чтобы переваривать клетчатку, и очень короткий тонкий кишечник. У людей изменение питания послужило причиной значительного укорачивания толстой кишки: она составляет примерно 1/5 часть толстой кишки у приматов. При этом слепая кишка тоже очень короткая.