Груз прошлого в нашем мозге: эволюционные слои нервной системы, эмоции и человечность

Вводная мысль: мозг как матрёшка эволюции

Человеческий мозг — это не единый «орган мышления», а накопленный результат всей эволюции жизни, начиная буквально с первых молекул. За последние 25 миллионов лет мозг наших предков изменился очень сильно, но на фоне миллиарда лет существования многоклеточных это ничтожный отрезок: основные структуры возникали гораздо раньше и по совершенно другим поводам.

Ключевая закономерность:

• Чем глубже расположен участок мозга, тем он древнее по происхождению.
• Древние участки — самые простые, но одновременно и самые жизненно важные: без них жизнь невозможна.
• Более поверхностные и новые структуры отвечают за более сложные и «продвинутые» функции.

Важная оговорка: деление на «три уровня» в каждой структуре условно — уровней в реальности больше, просто число три удобно и «магично». Кроме того, неверно думать, что нижние отделы примитивны, а верхние — новы: даже у миноги есть те же пять отделов мозга, что и у человека.

Долгий путь предков

Эволюционная траектория, отражённая в устройстве нервной системы:

1. Отдельные молекулы и «рыночная» химическая эволюция.
2. Первые клетки, затем многоклеточные организмы.
3. Ползание, рытьё норок, затем плавание — здесь появляется нервная система как отражение реалий среды.
4. Рыбообразные формы, появление челюстей, зубов, шеи.
5. Выход на сушу, жизнь в прибрежных зарослях и среди древовидных хвощей.
6. Мезозой: бег по лесу и лазание по деревьям.
7. Кайнозой: превращение в полноценных приматов — прыжки по веткам, хватание.
8. Около 3 миллионов лет слезания с деревьев, ещё около миллиона лет «неприкаянных» австралопитеков в саванне.
9. Последние ~2,5 млн лет — люди: орудия труда, затем сложные орудия, религия, наука.

Нервная система — не единственный способ решать задачи

Жить можно и без нервной системы: растения и грибы реагируют на среду, двигаются, выделяют фитогормоны, «охотятся». Это показывает, что нервная деятельность и нервная система — не синонимы. Более того, нервная система возникала неоднократно и независимо (например, отдельно у гребневиков).

Эволюционные слои конкретных структур мозга

Ретикулярная формация — «сетчатая» стадия

Расположена в самой глубине мозга и отражает этап, когда нервная система была сетчатой, как у современной гидры. Отвечает за дыхание и кровообращение — простейшие рефлексы вроде вдоха-выдоха и ускорения сердцебиения (при том что у сердца есть ещё и собственная автоматия).

Мозжечок: три уровня

• Архицеребеллум (древние дольки червя, ядро шатра) — равновесие и движения хвоста. Возник у бесчелюстных, например у миноги: рыбки без челюстей (но уже с зубами), без парных плавников, без нормального скелета и даже без крыши черепа. Задача — просто не кувыркаться брюхом кверху.
• Палеоцеребеллум (пробковидное ядро) — появляется у полноценных рыб с парными плавниками-рулями, жаберными дугами (первая дуга превращается в челюсти) и зачатками шеи. Управляет головой, шеей, туловищем и простейшими движениями конечностей.
• Неоцеребеллум (зубчатое ядро) — движения полноценных сегментарных конечностей (плечо-предплечье-кисть, бедро-голень-стопа). Максимального развития достигает у птиц и млекопитающих, причём по-разному: у птиц есть дополнительные ядра, связанные с полётом, и мозжечком они отчасти «думают». Человек тоже немного «думает» неоцеребеллумом, но лишь чуть-чуть.

Подкорковые ядра (полосатое тело): три уровня

• Палеостриатум — бледный шар. Отвечает за бессознательные эмоциональные движения: вздрагивание от испуга, непроизвольные реакции. Это «рыбье» поведение: постучали по аквариуму — рыбки заметались. Такие мгновенные реакции крайне адаптивны. Призывы в фильмах «отключи разум, чувствуй» фактически означают «будь как рыбка, пользуйся палеостриатумом».
  • Важное замечание: утверждение, что эмоции присущи только человеку, — заблуждение. У животных как раз одни эмоции и есть, у них нет разумности; у человека — эмоции плюс разум.
• Архистриатум (в том числе миндалевидный комплекс в кончике височной доли) — появляется у рептилий, часто называется «рептильным мозгом» (хотя никакого «мозга ящерицы» внутри нас, разумеется, нет). Занимается тремя базовыми вещами: обоняние, агрессия, страх. Простая схема: химический сигнал → напасть (если это добыча) или убежать (если добыча — ты). Входит в лимбическую систему.
• Неостриатум (хвостатое ядро, ограда, скорлупа) — развивается у рептилий, усиливается у птиц и млекопитающих. Головка хвостатого ядра отвечает за подавление агрессии. Здесь же — условные рефлексы.
  • Принципиальная мысль: исчезновение реакции может быть эволюционно более продвинутым, чем её появление — сначала реакции нет, потом она возникает, затем появляется регулятор, способный её подавлять в зависимости от условий.
  • При этом неостриатум — ядро, а не сознание: подавление агрессии здесь полностью автоматическое.

Кора (плащ конечного мозга): три уровня

• Палеокортекс (сводчатая, поясная, парагиппокампальная извилины, обонятельные структуры) — обоняние, вкус и связанные с ними эмоции, включая автоматические реакции на других людей. Отсюда необъяснимые симпатии и антипатии: человек не может сформулировать почему, а дело часто в запахе (действенность феромонов у людей достоверно неизвестна, но запахи работают точно).
• Архикортекс (гиппокамп, зубчатая извилина) — уровень костных рыб. Отвечает за общий уровень эмоциональности: при повреждении гиппокампа человек становится «деревянным», безэмоциональным, при возбуждении — гиперэмоциональным. Здесь же — кратковременная память («память как у рыбки»).
• Неокортекс (шестислойная новая кора) — появляется у млекопитающих: он есть даже у утконоса и ехидны, то есть возник, видимо, к концу триаса, а в юре точно. Отвечает за мышление, сознание, волю и долговременную память. С тех пор объём вырос, но принципиальная структура не изменилась. Гипотетически возможно и дальнейшее усложнение — какой-нибудь «десятислойный» кортекс, — но для этого нужны соответствующие условия и задачи.

Отдельно упоминается прозрачная перегородка — с виду невзрачная структура под мозолистым телом, занимающаяся базовой регуляцией эмоций, в частности подавлением агрессии.

Типы нервной деятельности

1. Рефлекс

Однозначная реакция на однозначный раздражитель в стереотипных условиях, с минимальным количеством нейронов и мышц.

• Примеры у человека: коленный, пиломоторный («мурашки», волосы дыбом), зрачковый, мигательный, следящий рефлексы, отдёргивание руки от горячего.
• Все они врождённые и прописаны в геноме, но у человека довольно простенькие.
• Попытки «силой воли» подавить коленный рефлекс бессмысленны: если он пропадает по-настоящему, это тревожный признак повреждения спинного мозга.

2. Условный рефлекс

Классика — собака Павлова. У человека вырабатывается вполне успешно, хотя иногда с затруднением, поскольку конфликтует с обучением. Пример: привычным движением щёлкать выключателем в определённом месте — в другой комнате рука дёргается сама.

3. Инстинкт

Сложная последовательность поведенческих актов, стереотипная, одинаковая у всех особей, не зависящая от обучения, запускаемая специфическим раздражителем. Максимально развит у птиц.

• Классический пример: гусь, закатывающий выкатившееся яйцо. Он не может не закатить его, будет закатывать даже каменный муляж, а если муляж крупнее — сначала камень, потом настоящее яйцо.
• У человека инстинктов практически нет, потому что инстинкты противоречат мышлению и обучению. Если бы при виде тигра инстинкт велел прыгать на дерево, а обучение — хватать ружьё, поведение бы конфликтовало и человек погиб.
• Поэтому «инстинкт самосохранения», «материнский инстинкт», «пищевой инстинкт» — не инстинкты в строгом смысле, а предрасположенности (устоявшегося термина для них до сих пор нет). У совы и кошки реакция на угрозу действительно стереотипна и автоматична, а люди реагируют по-разному: кто-то бежит, кто-то замирает, кто-то нападает, кто-то зовёт на помощь.
• Инстинкты хорошо видны у полуобезьян и мартышкообразных обезьян (пристальный взгляд в глаза макаке запускает полный автоматический набор угрожающего поведения).
• Единственный выявленный у человека инстинкт — приподнимание бровей при узнавании знакомого лица. Он подтверждён масштабными кросс-культурными исследованиями, но и он срабатывает не идеально.
• У младенцев есть врождённые рефлексы: сосательный, хватательный, рефлекс Бабинского (растопыривание пальчиков при щекотании стопы). У взрослых последний должен подавляться; его появление означает, что новые области мозга либо не выросли, либо деградировали.
• «Материнского инстинкта» в чистом виде нет: заботе о детях люди учатся, и делают это очень по-разному.

4. Обучение (разум)

Деятельность, изменяющаяся со временем с учётом предыдущего опыта, с участием огромного количества нейронных сетей. Позволяет строить обоснованные предсказания «что будет, если». Обеспечивается новой корой, которая по объёму превосходит все остальные ядра и структуры мозга вместе взятые.

Взаимодействие уровней

По умолчанию срабатывают рефлексы, и подавить их сознательно крайне трудно. Пример: человек, схвативший раскалённую кочергу, «силой воли» (то есть новой корой, подавляющей спинной мозг) может её удерживать и получить тяжёлый ожог. Но если организм оценивает такое поведение как фатально вредное, он отключает сознание — человек теряет сознание, выпускает кочергу и тем самым спасается.

Функциональные деления нервной системы

Соматическая и вегетативная

• Соматическая — управляет скелетными мышцами, кожей, суставами: то, чем можно двигать сознательно (или забыть подвигать).
• Вегетативная — внутренние органы, железы, кровеносные и лимфатические сосуды, дыхание: работает сама по себе. Это наследие тех времён, когда мозга ещё, по сути, не было — только нервная трубка (ланцетники, ранние рыбы).

Симпатическая и парасимпатическая (плюс метасимпатическая)

Иллюстрация на примере встречи с медведем в лесу:

• Симпатическая система мобилизует ресурсы: сердцебиение и дыхание учащаются, артерии расширяются, доставляя кислород и питательные вещества к мышцам, работа кишечника останавливается, слюноотделение прекращается («во рту пересохло»), зрачки расширяются. Человек убегает.
• Парасимпатическая система через некоторое время (условные 10 км) восстанавливает запасы энергии: сердцебиение и дыхание замедляются, включается перистальтика, сосуды сужаются, краснота лица спадает, зрачки сужаются — пока медведь не преодолеет те же 10 км, и всё не повторится.

Обе системы регулируют одни и те же органы, но разными нейронами: одни усиливают, другие ослабляют.

Пирамидная и экстрапирамидная системы

Различаются чисто анатомически: пирамидная система названа так потому, что её корково-спинномозговой путь проходит через пирамиды продолговатого мозга, экстрапирамидная — потому что её пути идут в обход пирамид. Название случайное, но по-своему удобное.

Экстрапирамидная система

Включает множество мелких ядер, доставшихся нам как минимум с уровня круглоротых, а возможно и от более ранних предков. Каждое ядро выполняет свою частную функцию:

• Красное ядро — тонус мускулатуры;
• Бледный шар, миндалевидный комплекс;
• Чёрная субстанция — выделение дофамина.

От каждого элемента идут собственные проводящие пути — красноядерно-спинномозговой, ретикуло-спинномозговой и другие. Схема одна: ядро → спинной мозг → двигательные корешки спинномозговых нервов → конкретные мышцы. Регулируются бессознательные, непроизвольные, автоматические движения.

Наглядный пример: когда человек сидит, мышцы спины и шеи постоянно работают, чтобы он не заваливался вперёд или назад и держал голову вертикально. Это делает экстрапирамидная система, и человек об этом не задумывается — ему даже не нужно знать названия длинных мышц спины или лестничных мышц шеи.

Пирамидная система

Стоит подумать о позе — и включается пирамидная система: новая кора конечного мозга, преимущественно прецентральная извилина. Мышцы те же самые, но нейроны, которые ими управляют, — совершенно другие.

• Из прецентральной извилины идёт единственный, но огромный корково-спинномозговой путь, по размеру превосходящий все остальные двигательные пути вместе взятые — «потому что мы шибко умные».
• Важнейший нюанс: пирамидной системой мы можем пользоваться, но не обязаны. В каждый конкретный момент сознательно контролируется лишь небольшая часть тела.

Это работает как луч фонарика, скользящий по коре: сейчас освещён участок, управляющий руками при жестикуляции, зона Брока управляет речевым аппаратом, а ноги при этом почти не двигаются. Во сне сознательный контроль отключается вовсе, и всё берёт на себя вегетативная система.

Долго удерживать сознательный контроль над чем-то одним тяжело: нейроны устают и нуждаются во времени на восстановление запасов глюкозы. Однако это тренируется — можно приспособить под определённую задачу большее количество нейронов. Именно этим занимаются спортсмены и актёры, отрабатывающие одно и то же движение, или люди, осваивающие жестовый язык: у необученного человека руки машут «от балды», у обученного — со смыслом.

Границы сознательного контроля

Вегетативную систему сознанием не отрегулировать: нельзя усилием воли сжать желудок, остановить сердце или ускорить его работу. Косвенно — через скелетную мускулатуру, сдавливая сосуды, — повлиять можно, и йоги этого добиваются, но делать этого не стоит: сознательное вмешательство в вегетатику чревато серьёзными проблемами. Хорошо, что оно работает само.

Промежуточный мозг — хранилище архаики

Мозг состоит из пяти отделов: продолговатый, задний, средний, промежуточный и конечный. Промежуточный мозг довольно велик по объёму и состоит из трёх частей:

1. Эпиталамус (сверху);
2. Два больших таламуса (в середине);
3. Гипоталамус (внизу).

Именно эти структуры часто называют «рептильным мозгом» — что неверно: они вполне млекопитающие, а у рептилий устроены иначе. Но функции здесь действительно базовые.

Эпифиз — бывший третий глаз

Наверху расположен эпифиз (шишковидный орган). Когда-то у наших предков было четыре глаза: два обычных боковых плюс теменной и париетальный органы на макушке. Для рыбьей головы это логично — боковые глаза смотрят вбок, верхние вверх.

• После выхода на сушу смотреть вверх стало неактуально, и верхние глаза исчезли, частично сохранив функции.
• У игуаны на макушке до сих пор видно белёсое пятнышко — бывший глаз.
• У гаттерии он прикрыт чешуёй, но сохраняет сетчатку, хрусталик, роговицу, радужку (все в редуцированном виде) и даже работающий нерв: при попадании света орган реагирует, как глаз лягушки, сообщая, что рядом что-то есть.
• У ископаемых зверообразных рептилий отверстие на макушке бывало почти таким же большим, как обычные глазницы.

Современные функции эпифиза:

• Торможение гипофиза. Гипофиз выделяет соматотропный гормон роста; эпифиз должен его подавить, чтобы рост прекратился. Слишком раннее торможение — карликовость, слишком позднее — гигантизм.
• Главная функция — регуляция циркадных (суточных) ритмов. При свете эпифиз запускает выделение серотонина — человек бодр и весел. В темноте серотонин в две химические реакции превращается в мелатонин — человек засыпает.

Эпифиз сегодня находится практически в центре мозга и к поверхности не подходит, но сигнал доходит до него от обычных глаз по зрительному нерву и зрительному тракту. Структура изменилась — из глаза стал железой, — а функция осталась прежней. При этом циркадные ритмы зависят и от других факторов: усталости, часовых поясов; слепые люди тоже успешно спят и бодрствуют.

Таламус: логика «низ — движение, верх — чувствительность»

Во всём мозге, от спинного до конечного, действует закономерность:

• Нижние (вентральные, брюшные) части — чаще двигательные.
• Верхние (дорсальные, задние) части — чаще чувствительные.

Причина уходит во времена ланцетника: организм плавал у дна, и все неприятности сыпались сверху — ультрафиолет, песок, хищники. Из песка снизу опасность почти не приходила (если уж многощетинковый червь схватит — сожрёт, и отбора не будет). Поэтому всё чувствительное собралось наверху. Ползали же на брюхе — там сосредоточены миотомы, мышечные элементы, и потому двигательные структуры оказались внизу.

Исключение — хеморецепторы: структуры, обрабатывающие химические сигналы, расположены спереди снизу, потому что нюхать нужно перед собой, чтобы заранее знать, где еда, а где хищник.

Вентральный таламус как рудимент

Вентральный (нижний) таламус исходно был двигательным. У лягушки его ядра заведуют прыжками, у рыбы — плаванием, поскольку новой коры у них нет.

Но у человека появилась новая кора с пирамидной системой — гораздо более совершенной. Функция вентрального таламуса стала неактуальной, однако исчезнуть он не может, потому что прописан в геноме. В результате сигнал от новой коры (например, «поднять руку») частично проходит через вентральный таламус транзитом, частично просто переключается.

Получается рудиментарный орган размером минимум пара сантиметров, по сути бесполезный. Более того, известны замкнутые нейронные цепочки из двух-трёх нейронов, где сигнал бесконечно гоняется по кругу — потому что информация уже не нужна, а не работать нейрон не может. Это бессмысленная трата энергии, времени и сил. Работали бы мы быстрее без этого — точно неизвестно.

Дорсальный таламус — строго логичная организация

Верхний таламус чувствительный, и расположение его ядер отражает расположение органов чувств на теле:

• Передние ядра — обонятельные, поскольку нос находится спереди, а хеморецепция — древнейший вид чувствительности, доставшийся ещё от бактерий.
• Средние ядра — осязательные и суставные (проприоцепция): понимание формы собственного тела и его положения относительно себя и планеты.
• Задние ядра — зрительные и отчасти слуховые.

Почему зрительные центры оказались на затылке. Исходно у рыбы глаза располагались строго сверху, на макушке, а зрительные центры мозга — прямо напротив них. Боковая линия тянулась вдоль тела и впоследствии сократилась до ушей (из неё же образовался орган равновесия). Когда лицо стало лицом, глаза переехали вперёд, а разрастающийся мозг — «как тесто, поднимающееся из кастрюли» — оттеснил бывшие теменные структуры назад. Так возникла кажущаяся нелогичность: глаза спереди, а обрабатывающие зрение отделы (и в таламусе, и в конечном мозге) — на затылке. Изначально же они были строго друг напротив друга.

Гипофиз и гипоталамо-гипофизарная система

Происхождение гипофиза

Гипофиз исходно был жаберной железой, выростом ротового кармана. По эмбриональному происхождению он энтодермальный, тогда как мозг в целом развивается из эктодермы. Тем не менее он состоит из нейронов и находится за пределами оболочек мозга, соединяясь с ним воронкой и серым бугром.

Строение:

• Аденогипофиз — передняя и промежуточная доли;
• Нейрогипофиз — задняя часть, состоящая из проводящих волокон.

Механизм отрицательной обратной связи

Гипофиз вместе с гипофиззависимыми железами, серым бугром и ядрами воронки образует гипоталамо-гипофизарную систему — систему с отрицательной обратной связью. Цикл выглядит так:

1. Аденогипофиз выделяет тропные (пусковые) гормоны, которые с кровью растекаются по организму.
2. Достигая гипофиззависимых желёз (щитовидной, половых, коры надпочечников), они запускают их работу.
3. Железы выделяют гормоны-исполнители, усиливающие обмен веществ.
4. С кровью эти гормоны доходят до промежуточного мозга и активируют нейроны серого бугра, которые выделяют статины.
5. Статины через воронку подавляют гипофиз — он перестаёт выделять тропные гормоны.
6. Железы прекращают работу, гормоны-исполнители не действуют на серый бугор, и тот выделяет либерины, вновь активирующие гипофиз.

Кратко: чем активнее работает гипофиз, тем пассивнее он работает, и наоборот. Итог — гомеостаз, равновесие.

Когда система ломается

Горе тому, у кого гомеостаз перекошен: перекос происходит непрерывно в одну сторону. Точек отказа множество:

• Проблема с самим гипофизом (он сложно устроен).
• Проблема с гормонами или с рецепторами к ним.
• Проблема с железой — причём с конкретной её частью, её гормонами или рецепторами к ним.
• Проблема с ядрами серого бугра (их там минимум 60 штук).
• Проблема с рилизинг-факторами — статинами и либеринами.

Отсюда вывод: гормональные препараты нужно принимать крайне осторожно и только по назначению врача. Гормоны работают очень мощно, и разбалансировать систему легко. Чинить сложно, но возможно — этим занимаются эндокринологи. У большинства людей в нестарческом возрасте система работает нормально; в старости она закономерно разлаживается.

Вся эта «карусель» — очень древняя, возникшая на уровне ланцетников и круглоротых, и сознанию она не подчиняется.

Серый бугор: центры голода и насыщения

Значительная часть гипоталамуса, включая серый бугор, занимается обменом веществ, в том числе питанием.

Эксперименты на крысах

Латеральные серобугорные ядра — при стимуляции возбуждают аппетит. Если их разрушить:

• Аппетит пропадает, крыса перестаёт есть и худеет, но не погибает.
• Через некоторое время питание восстанавливается в три фазы:
  1. Крыса ест только «вкусняшки» (с точки зрения крысы).
  2. Ест обычную еду, но не пьёт и продолжает худеть.
  3. Ест и пьёт нормально, но на меньшем уровне потребления, чем до повреждения.

Медиальное ядро серого бугра работает противоположным образом: при стимуляции подавляет аппетит, при разрушении вызывает дикий, неутолимый голод. Крыса начинает есть без остановки, становится круглой и блестящей, но всё же не лопается — включаются другие регуляторы, просто на более высоком уровне потребления.

Отдельное предостережение: тем, кто задумался «потыкать иголочкой» в собственные ядра ради похудения, стоит помнить, что у человека они в центре мозга, ближайший путь — через нос, и промахнуться катастрофически легко.

Эволюция питания человека и её последствия

Меню наших предков

• Насекомоядность — с конца мезозоя и весь палеоцен. Предки были размером с землеройку и вели ночной образ жизни, а по ночам удобнее всего ловить насекомых. Насекомые — практически чистые калории, жиры и белки. У человека до сих пор сохранился фермент для расщепления хитина (у лемуров их несколько).
• Растительноядность — примерно с 45–50 млн лет назад нарастает; к 30 млн лет назад предки стали выраженными фруктолистоядными. Так продолжалось у ранних узконосых, ардипитеков и австралопитеков.
• Мясоедение — примерно с 2,5 млн лет назад, после выхода в саванну.

При этом человек всю дорогу оставался всеядным, с перекосами то в одну, то в другую сторону. Ближайшие предки — кроманьонцы и особенно неандертальцы ледниковой Европы — были суперхищниками, «более хищными, чем пещерные львы» (что трудно реализовать, поскольку лев не ест ничего, кроме мяса, — но можно есть самого пещерного льва).

Древние принципы, ставшие проблемой

1. «Всё, что есть, надо съесть» — потому что завтра еды может не быть. В плейстоцене периоды изобилия сменялись бедой. Мозг сигнализирует: срочно съесть. Проблема в том, что сегодня еда не кончается — есть забитый холодильник и круглосуточный магазин, мигающий яркой красной лампочкой (не случайно: мы нацелены именно на красное).
2. «В первую очередь — сладкое» — наследие фруктоядности. Глюкоза — основа всего метаболизма, исходник для цикла Кребса. Но в природе чистой глюкозы нет, есть разные формы сахаров, на переработку которых тратится энергия. Теперь же перед нами стоит целая сахарница — отсюда диабет и прочие неприятности.
3. «Запасти в виде жира» — жир идеальный запас: стабильный и обеспечивающий терморегуляцию. Стремление потолстеть — естественное стремление организма. Расшифровка генома неандертальцев показала, что они были очень склонны к полноте, просто не имели возможности это реализовать. Сегодня возможность есть — вплоть до 300 кг, — а вместе с ней диабет, холестериновые бляшки, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца и ожирение.

Поисковое поведение и новая кора

Инстинктивная программа велит: сначала внимательно рассмотреть, потом сожрать всё красное и блестящее — это либо насекомое, либо фрукт, и то и другое еда. Но красные насекомые (божьи коровки, листоеды) бывают ядовитыми, и красные фрукты тоже. Поэтому объект нужно предварительно изучить — а это уже новая кора, мышление, другой уровень. Отсюда вырастает поисковое поведение.

Кстати, способность видеть красный цвет была выработана около 40–45 млн лет назад: у полуобезьян её нет, у обезьян она есть в разных вариантах.

Практический вывод

Чтобы не толстеть, надо думать не только серобугорными ядрами, но и новой корой. Рабочая стратегия: прийти в столовую, захотеть определённый набор блюд — и съесть вдвое меньше, чем хочется. С возрастом обмен веществ снижается, поэтому напрягать кору приходится всё сильнее. Можно также больше двигаться, хотя это помогает не так заметно.

Лимбическая система: обоняние, эмоции, память

Древние структуры промежуточного мозга вместе с архаичными частями конечного (архистриатум, палеостриатум, архикортекс, палеокортекс, прозрачная перегородка и другие) образуют лимбическую систему — не анатомическое, а функциональное объединение.

Она занимается тремя главными вещами:

• обонянием;
• эмоциями;
• памятью.

Возникла на уровне круглоротых и первых рыб и функционирует по полной программе до сих пор. Центр системы — гиппокамп («морской конёк»), относящийся к архикортексу; структуры соединяет свод.

Как работают запаховые ассоциации

Ребёнок идёт по летнему лугу, пахнут ромашки, ему дали мороженое, всё прекрасно — и в гиппокампе формируется устойчивая ассоциация. Спустя 40 лет взрослый человек идёт по такому же лугу, чувствует запах ромашек, и ему просто становится хорошо на душе — без понимания почему.

Другой ребёнок в тот же день на том же лугу споткнулся, упал лицом в грязь, уронил мороженое, и его ещё и подняли на смех. Через 40 лет тот же запах ромашек вызывает у него необъяснимую грусть. Обстоятельства у разных людей различаются бесконечно, и число таких взаимовлияний огромно.

Гиппокамп и виды памяти

Гиппокамп отвечает за кратковременную память и одновременно служит записывающим устройством для долговременной. Сама долговременная память хранится в новой коре, за пределами лимбической системы, но гиппокамп в неё записывает и из неё считывает.

При повреждении гиппокампа возникают разнообразные нарушения:

• Потеря записывающей функции — человек помнит всё до момента травмы, но ничего нового не запоминает и попадает в «день сурка».
• Потеря долговременной памяти при сохранной кратковременной — жизнь начинается «с чистого листа»: новое запоминается и может переходить в долговременную память, но всё, что было до повреждения, утрачено.
• Сохранение только кратковременной памяти — человек помнит лишь последние несколько минут жизни.

Эмоции как инструмент запоминания

Поскольку одна из ведущих функций мозга — общение и распознавание других людей, лучший способ что-то запомнить — наделить материал эмоциями.

Пример с химическими элементами: кислород можно представить жёстким и злым, водород — воздушным и расслабленным, железо — суровым и тяжёлым, уран — злым из-за радиоактивности, гелий — весёлым и счастливым, потому что им надувают шарики. Аналогично с цифрами: двойка кажется «маленькой, гнусной, пакостной и тупой», а пятёрка — «кругленькой, толстенькой, красненькой, доброй и хорошей». Обычно такие ассоциации складываются стихийно (школьный опыт и т. п.), и вовсе не обязательно делать это сознательно — информация запоминается лучше сама собой.

Причина проста: мозг заточен под запоминание общения между людьми. Наделяя объект признаками общения, мы включаем самый мощный механизм памяти.

Обратная сторона этого механизма — предрассудки, суеверия и религиозные представления: человек автоматически приписывает сознание, мышление и эмоции тому, что ими не обладает.

«Нутром чую»: когда решает лимбическая система

Лимбическая система работает автоматически и сознанием почти не регулируется. Отсюда очень эмоциональные люди, которые «нутром чуют», что один человек хороший, а другой плохой.

• На уровне ланцетника это было адекватно: якобсонов орган улавливал феромоны, чужие феромоны — чужак и конкурент, свои — свой. Механизм работал корректно.
• На уровне человека запахи и феромоны уже не определяют, хорош ли человек. Это определяется другими вещами — сложностью нейронных сетей новой коры.

Практический вывод: если вы подсознательно чувствуете, что кто-то или что-то (даже машина) «хорошее» или «плохое», стоит задуматься — это сигналит лимбическая система через хеморецепторы и примитивные «ланцетниковые» механизмы, или же у вывода есть реальное обоснование, полученное новой корой.

Эксперименты Дельгадо: агрессией можно управлять

Поскольку эмоции в значительной мере связаны с агрессией, их можно регулировать напрямую. Нейрофизиолог Дельгадо провёл серию опубликованных экспериментов.

Ключевые опыты

• Кошка. Электрод в миндалевидный комплекс — сигнал — кошка «рвёт и мечет». Сигнал в головку хвостатого ядра — кошка успокаивается, становится «белой и пушистой», мурчит.
• Бык на корриде. Разъярённый бык несётся с рогами; Дельгадо с пульта посылает сигнал в головку хвостатого ядра — бык успокаивается, разворачивается и идёт «пастись» на песке арены.
• Макаки-резусы. В клетке сидел злобный альфа-самец, который командовал всеми. Ему вживили электрод, а рычаг оставили внутри клетки. Обезьяны быстро сообразили: как только он начинает скалиться и всех строить, надо бежать к рычагу и дёргать — самец становится добрым. История умалчивает, долго ли он после этого оставался альфа-самцом.
• Эксперименты на людях. При стимуляции миндалевидного комплекса испытуемый сообщал врачу: «Я хочу вас убить прямо здесь и сейчас вот этим стулом, лучше ко мне спиной не поворачивайтесь. Я понимаю, что это ничем не обусловлено, но хочу вас убить».

Этическая позиция

Дельгадо написал книгу (русского перевода, по-видимому, нет), название которой примерно переводится как «Как сделать человечество счастливым». Будучи разумным человеком, он заключил: путь к регуляции агрессии в обе стороны технически известен, электрод и кнопку приспособить можно, но пока этого делать не надо — мы слишком плохо знаем мозг. Подобные вмешательства допустимы лишь тогда, когда операция на мозге и так необходима.

Важный вывод: мозг человека не сильно отличается от мозга кошки, коровы и тем более макаки — в основном размером. Одноимённые структуры занимаются ровно тем же самым, и базовые вещи регулируются одинаково. Высшие функции, разумеется, устроены куда сложнее.

Страх: древнейшая и полезная реакция

Страх — реакция на нечто неожиданное, непонятное, потенциально опасное. В его обеспечении участвуют:

• ядра таламуса,
• миндалевидный комплекс,
• бледный шар (палеостриатум),
• прочие глубокие, «дремучие» центральные структуры.

Логика проста: бояться полезно. Мы почти всю историю были добычей, и даже став умелыми охотниками, оставались уязвимы. Если ситуацию нельзя быстро просчитать — лучше испугаться заранее.

Типичные стимулы страха: незнакомые люди, темнота (мы дневные животные), блеск глаз в темноте (вдруг подкрадывается леопард), слишком тихие или слишком резкие звуки, резкие движения. Аналог — знаменитая реакция кошки на внезапно появившийся огурец: чего-то не было, и вдруг оно есть.

Единый корень страха, удивления и смеха

Удивительным образом страх, удивление и смех — одна и та же программа на первых долях секунды.

1. Происходит что-то неожиданное — по умолчанию потенциально опасное. Возникает первичная реакция страха: нужно самому напугать источник опасности. Для этого делается вдох, глаза раскрываются, обнажаются зубы, начинается громкий крик «А!».
2. Мозг стремительно обрабатывает ситуацию, и дальше возможны три исхода:
   • Действительно страшно. Клыки обнажаются, чтобы напугать; губы поднимаются вертикально; звук становится непрерывным и долгим — крик ужаса.
   • Непонятно, но, похоже, не смертельно. Глаза остаются раскрытыми, рот раскрыт, но клыки уже не обнажаются — пугать незачем. Звук получается угасающим — это удивление, промежуточное состояние «ещё не разобрался».
   • Разобрался, и всё не страшно. Это здорово — мы прямо сейчас не умираем! Возникает смех: рот растягивается вбок (пугать никого не надо, поэтому зубы почти не обнажаются), глаза щурятся.
3. Программа, только что нацеленная на дикий крик, сбивается, дыхание становится прерывистым — вместо «А-а-а» получается «ха-ха-ха».

Любопытная деталь: у шимпанзе при смехе зубы вообще не обнажаются, у человека — немного открываются; мы менее агрессивны.

Сбои программы:

• Пранк «пошёл не так»: вместо смеха человек реально пугается.
• Обратная ситуация: в реально ужасной ситуации человек начинает хохотать как сумасшедший. Ему говорят: «Что ты ржёшь, люди гибнут» — а он не веселится, у него просто сбой программы.

Страх чужаков и поиск искусственных страхов

Один из главных страхов — страх чужаков, реализуемый уже на высшем уровне, через систему распознавания.

Археологические свидетельства опасности:

• Эль-Сидрон (Испания), 50 тысяч лет назад: группу неандертальцев убили и съели другие неандертальцы. Они «проворонили» момент.
• Человек из Схула, которому сначала ткнули копьём в шею, а потом проломили лоб. Похоронен красиво, с бусами, — но ему это вряд ли понравилось.

Онтогенез страха. Совсем маленький ребёнок никого не распознаёт и никого не боится — но это длится недолго. Как только мозг оформляется и ребёнок учится распознавать родителей (зрительно, по голосу, множеством способов), все незнакомые становятся опасными. Бояться чужих — правильная реакция.

Нездоровая ситуация современности. Сегодня мы живём в окружении миллионов незнакомых людей, большинство из которых безопасны. Многие настолько успокаиваются, что механизм остаётся без работы. Но миндалевидный комплекс, бледный шар и прочие структуры должны работать, и если бояться объективно нечего, человек начинает искать себе страхи:

• страшные видео и фильмы ужасов, комнаты страха;
• прыжки с парашютом и с мостов на канатах;
• гонки на мотоциклах, скалолазание, спелеология.

Иногда это заканчивается гибелью — «хочется адреналина». Вывод: бояться надо, но в меру; любая крайность не полезна.

Иерархия и доминирование: человек как млекопитающее

При активном общении простейшие реакции отторжения и страха замещаются общественными отношениями, регулированием в группе и выстраиванием иерархических лестниц.

Замечательно, что иерархия и доминирование у обезьян и людей устроены строго одинаково — и вообще примерно одинаково у всех млекопитающих, начиная с не особо социального опоссума, который тоже скалит зубки; ежи, собаки и люди делают то же самое.

Демонстрация доминирования (одинакова у макаки и человека)

• подняться, зрительно увеличить свой размер (человек может добавить мантию, корону, бобровую шапку);
• размахивать руками, стучать по себе или по столу;
• скалить зубы;
• пристальный взгляд из-под нахмуренных бровей — на «незамысловатых гопниках из подворотни» работает на ура.

Демонстрация подчинения

• взгляд снизу;
• приниженное положение тела;
• характерный поворот головы;
• сверху вниз — похлопывание по плечу, «дешёвые трюки» вроде рукопожатия сверху.

Смена доминирования — человеческий рекорд

Человек — рекордсмен по смене доминирования.

Пример с бродячими собаками. В 1990-е годы рядом с биофаком МГУ (пустыри, рынок, склады) зоологи кафедры зоологии позвоночных изучали стаи бродячих собак. Обнаружилось: когда стае нужно перейти дорогу (например, Ломоносовский проспект со светофорами), находится одна собака, которая умеет переходить. Красный и зелёный собаки не различают, поэтому ей приходится считать лампочки, следить за машинами и за людьми. Когда люди пошли, а машины стоят — можно бежать. В этот момент «умная собачка», пусть даже маленькая и задрипанная, командует всеми и берёт на себя функцию вожака. Она может даже огрызнуться на формального вожака, потрепать его за загривок — и ей за это ничего не будет.

Пример из «Ивана Васильевича». Фильм гениально иллюстрирует поведение: в один момент Иван Васильевич размахивает кинжалом, все ползают на карачках; в другой — глаза потуплены, руки сложены, он пытается хмурить брови, но видно, что он подчинённый. А милиционер с пристальным взглядом, раскрытыми глазами и оскаленными зубами подавляет его.

Смена доминирования в реальной жизни. У нормальных людей смена ролей происходит легчайшим образом: лектор командует аудиторией, но по слову оператора «стоп» замолкает; при пожарной сигнализации подчиняется пожарным; у врача выполняет команды «ложитесь, дышите, не дышите».

Поскольку видов деятельности у людей огромное количество, смена доминирования необходима.

• Попытка подчинить всё одному руководству (абсолютная монархия) какое-то время работает по инерции, а потом разваливается: нельзя быть специалистом во всех формах деятельности.
• Успешные руководители умеют перекладывать ответственность и руководящую роль на других.
• Пример предприятия: когда протекают трубы, доминантом становится сантехник Вася — он может послать генерального директора, потому что только он знает, как правильно завинтить. В другой момент главный — генеральный директор, в третий — главный бухгалтер, в четвёртый — юрист (потому что бухгалтер накосячил и надо отбиваться от налоговой), а на входе — охранник, который без пропуска никого не пустит. Иногда бывают перекосы, особенно с охранниками.
• В идеальной системе доминирование передаётся туда-обратно: презид