22 июля отмечается Всемирный день мозга. Эта дата напоминает нам о важности здоровья и роли мозга в организме. Учёные и врачи пока не разгадали все тайны мыслительного органа, но уже сделали множество удивительных открытий. Какие особенности передаются по наследству, что происходит в нём во время сна и как поддержать ясность ума — RT выяснил вместе с экспертами.
- Сгенерировано с помощью ИИ
Цифры и факты
Мозг состоит из пяти основных отделов, которые отвечают за разные функции, и весит в среднем 1400 г у мужчин и 1250 г у женщин. Его масса составляет примерно 2% массы тела, а после 30 лет начинает постепенно уменьшаться. Мозг потребляет 20% всего кислорода и энергии от общего количества, поступающего в организм.
Чтобы отреагировать на внешний стимул, мозгу достаточно считаных долей секунды, а нервные импульсы передаются со скоростью 270 км/ч.
«Человеческий мозг — одна из самых сложных биологических систем. Тысячи генов на ранних этапах развития эмбриона регулируют деление и миграцию нервных клеток, образование связей между ними и формирование мозговых структур. При этом ребёнок наследует не интеллект или талант, а особенности строения и работы мозга, которые создают предпосылки для развития памяти, внимания, аналитического и творческого мышления. Объём мозга зависит от наследственности примерно на 66—97%. Гены также влияют на строение коры, гиппокампа, мозжечка, миндалевидного тела и префронтальной области. Однако размер мозга сам по себе не определяет умственные способности. Гораздо важнее организация нейронных сетей», — отметила в беседе с RT кандидат биологических наук, ведущий генетик лаборатории «Гемотест» Наталья Захаржевская.
Мнение, что мозг работает всего на 10% своей мощности, оказалось мифом. Подобные гипотезы делались на основе наблюдений за работой небольшой части мозга, однако позже выяснилось, что распространять их на всю его систему было нельзя. Более того, нейроны не должны работать одновременно. Одно из проявлений активации избыточного числа нейронов — эпилептический приступ.
Феномены памяти
Объём информации, которую может хранить мозг, оценивается примерно в 2,5 млн Гб. Для наглядности, такой объём эквивалентен ёмкости почти 20 тыс. смартфонов с памятью по 128 Гб каждый. Однако наша память не всегда работает как ожидается. Многих удивляет эффект дежавю, когда человеку в незнакомой ситуации кажется, будто он уже сталкивался с подобными обстоятельствами. Это объясняется в том числе особенностями ассоциативной памяти.
Один из видов дежавю — дежареве (с фр. «уже виденное во сне»), «вещие сны». Учёные полагают, что это явление связано с выводами, которые мозг делает на основе анализа информации, поступившей за день.
Известен и обратный процесс — жамевю, когда знакомые ситуация, человек или слово кажутся незнакомыми. Жамевю возникает на фоне стресса и переутомления, чаще встречается у пожилых. Тем не менее учёные доказали, что с потерей памяти этот эффект не связан. А вот стрессов важно избегать.
«Хроническое эмоциональное напряжение может тормозить процессы обновления. Длительный избыток кортизола негативно влияет на метаболизм нервных клеток и снижает их способность к адаптации. Техники расслабления, дыхательные практики, прогулки и живое общение помогают снизить уровень гормонов стресса. Пара часов без телефона и новостной ленты способны ощутимо разгрузить нервную систему», — отметила в беседе с RT невролог, кандидат медицинских наук, эксперт лаборатории «Гемотест» Екатерина Демьяновская.
- Сгенерировано с помощью ИИ
Есть в мозге и «детектор ошибок». Он сравнивает действия с привычными и может «напомнить» тревогой, что человек, к примеру, забыл выключить электроприбор, выходя из дома. С этим же механизмом связана способность рисковать и делать открытия в молодом возрасте. Когда человек перешагивает порог 35—40 лет, «детектор ошибок» всё активнее старается удержать его в привычном поле.
Тем не менее, утверждает Екатерина Демьяновская, гибкость мышления можно поддерживать.
«Изучение новых навыков — от иностранной речи до игры на музыкальном инструменте — заставляет мозг прокладывать свежие «маршруты». Даже небольшие изменения в привычках, такие как путешествия, использование недоминантной руки или выбор незнакомого пути домой, активизируют редко задействованные участки мозга», — говорит эксперт.
Мозг не спит
В 1950-х годах учёные установили, что во время сна мозг остаётся активным. Он задействует центры, которые отвечают за движение, восприятие и эмоции. Однако тело «отключается», чтобы человек не навредил себе. Также мозг фильтрует сигналы внешней среды, чтобы разбудить человека в случае опасности, но не дать проснуться от незначительного шума.
«Во время глубокой фазы сна мозг очищается от продуктов обмена, перерабатывает полученную за день информацию, перемещает её из «оперативной памяти» в «долговременное хранилище» и укрепляет сформированные связи. Специалисты советуют придерживаться стабильного режима, выделяя на сон от семи до девяти часов, а также минимизировать воздействие ярких экранов перед отходом ко сну. Спокойная обстановка, затемнённая комната и прохлада способствуют качественному восстановлению», — отметила Демьяновская.
Учёные пока точно не знают, зачем нужны сновидения, однако интенсивно изучают, что происходит с организмом, когда он спит. По наблюдениям экспертов, на сновидения влияют события, происходящие в реальной жизни, настроение и уровень стресса, приём БАД и лекарств и даже режим питания. На фоне процесса пищеварения сны меняются. К слову, питание влияет и на другие процессы в мозге.
«Морская рыба обеспечивает организм омега‑3 жирными кислотами, ягоды и листовая зелень снабжают антиоксидантами, а цельнозерновые продукты дают витамины группы B. Эти вещества поддерживают клеточные мембраны, снижают интенсивность воспалительных процессов и повышают устойчивость нейронов к неблагоприятным воздействиям. Избыток сахара и переработанной пищи, напротив, может ухудшать когнитивные показатели», — объясняет Екатерина Демьяновская.
Разумная компенсация
Мозг способен достраивать части информации, которые объективно не может получать из окружающей среды. Например, он совмещает изображения, получаемые каждым глазом, или дополняет участки, которые приходятся на слепые пятна. Но этим его возможности не ограничиваются.
Так, существует феномен фантомных болей. Он заключается в том, что человек может испытывать дискомфорт после ампутации конечности, как если бы она присутствовала. По одной из версий, в мозге не меняются представления о «схеме тела», а участки, ответственные за контроль тех или иных зон, начинают реагировать на сигналы, которые поступают на соседние извилины.
- Сгенерировано с помощью ИИ
Кроме того, фантомные ощущения могут быть связаны с работой зеркальных нейронов. Они отвечают за сочувствие в разных его проявлениях. Одно из них — ощущения в отсутствующих конечностях, когда человек смотрит на себя в специальное зеркало, а исследователь прикасается к его здоровой конечности.
В работе зрения ключевую роль играет обработка сигналов мозгом. При повреждении зрительной коры — например, при травме или инсульте — человек перестаёт сознательно воспринимать зрительные образы. Тем не менее в отсутствие привычного зрения такие пациенты всё равно могут как-то воспринимать пространство, цвет и направление движения.
Этот феномен называется слепозрением. Учёные предполагают, что он проявляется, если визуальная информация поступает в мозг альтернативным путём, обходя повреждённые участки. Также люди способны к эхолокации — слух можно натренировать специально.
«Одна из самых поразительных особенностей человеческого мозга — способность перестраиваться на протяжении всей жизни. Он формирует новые связи между нейронами, адаптируется к изменениям и частично или полностью компенсирует последствия повреждений. Благодаря этой гибкости человек может приспосабливаться к новым условиям, учиться, запоминать и сохранять интеллектуальную активность в зрелом возрасте. Однако для поддержания такой адаптивности мозгу необходима постоянная стимуляция», — обратила внимание Демьяновская.
Ум по наследству
Учёным пока не удалось исчерпывающе установить, чем мозг человека отличается от мозга животных — что именно позволяет нам говорить, передавать знания, развиваться интеллектуально. Однако постепенно удаётся прояснить вопросы, связанные с генетикой. Хотя конкретный ген интеллекта или гениальности ещё не обнаружен, специалисты знают, какими генами регулируется формирование и функционирование разных областей мозга.
«Префронтальная кора отвечает за планирование, логику, самоконтроль и рабочую память. За её развитие ответственны такие гены, как FOXP2, COMT и DTNBP1. Гиппокамп и активно функционирующий ген BDNF играют важную роль в запоминании и нейропластичности — способности мозга перестраиваться под влиянием опыта. Внимание зависит в том числе от работы дофаминовой и норадреналиновой систем», — рассказала Наталья Захаржевская.
Кстати, на работу BDNF можно повлиять. Как отметила Екатерина Демьяновская, выработка белка, кодируемого этим геном, активируется благодаря регулярным физическим нагрузкам: плаванию, прогулкам, практикам типа йоги. «Даже короткие ежедневные тренировки продолжительностью около 20 минут способны положительно отразиться на концентрации внимания и эмоциональном фоне», — подчеркнула эксперт.
- РИА Новости
Вопреки стереотипам, интеллект не передаётся преимущественно от матери или отца — ребёнок получает от них равную долю генов, влияющих на развитие мозга. При этом на формирование нервной системы может влиять состояние матери во время беременности.
«Когнитивные способности формируются под влиянием сотен или тысяч генов, каждый из которых вносит небольшой вклад… Творческое мышление возникает благодаря взаимодействию нескольких нейронных сетей, которые помогают генерировать идеи и критически их оценивать. По наследству передаётся лишь склонность к креативности, а не сама способность создавать новое», — отметила Наталья Захаржевская.
Эксперт напомнила, что гены задают определённый потенциал, однако его реализация зависит от разных условий, включая особенности среды, в которой живёт и развивается человек, качество образования, жизненный опыт, а также уровень мотивации и расположенности к труду.
