Тягар минулого в нашому мозку: еволюційні шари нервової системи та поведінка людини

Вступ: мозок як підсумок мільярдів років еволюції

Антрополог Станіслав Дробишевський розглядає людський мозок як накопичений результат усієї еволюції життя — від перших молекул до сучасної людини. Навіть 25 мільйонів років антропогенезу, за які мозок помітно змінився, — це мізерний відрізок на тлі мільярда років існування багатоклітинних організмів.

Довгий шлях наших предків

Кожен етап еволюції залишив свій слід у нервовій системі:

1. Окремі молекули та передбіологічна («молекулярна») еволюція.
2. Формування клітин, потім багатоклітинних організмів.
3. Повзання, риття нірок, згодом плавання — саме на цьому етапі виникає нервова система.
4. Риби; поява щелеп із зубами, відокремлення шиї.
5. Вихід на суходіл, життя в прибережних заростях і серед деревоподібних хвощів.
6. Освоєння дерев упродовж мезозою.
7. Перетворення на приматів: лазіння, стрибання по гілках, хапання гілок.
8. Спуск із дерев (приблизно 3 млн років), близько мільйона років «невлаштованого» існування австралопітеків у савані.
9. Останні ~2,5 млн років — люди: від примітивних знарядь до складних, а далі — релігія та наука.

Нервова система не є обов'язковою умовою життя

Існує безліч організмів без нервової системи — рослини, гриби. Вони теж реагують на середовище, рухаються, виділяють фітогормони, «полюють». Отже, нервова діяльність і нервова система — не синоніми. До того ж нервова система виникала неодноразово й незалежно: наприклад, у гребеневиків вона з'явилася окремою лінією.

Принцип «матрьошки»: будова мозку як історія еволюції

Основна закономірність: чим глибше розташована ділянка мозку, тим вона давніша, простіша й життєво важливіша. Найдавніші структури забезпечують найпримітивніші, але критичні функції.

• Ретикулярна формація («сітчаста») — відлуння стадії, коли нервова система була сітчастою, як у сучасної гідри. Відповідає за дихання та кровообіг, найпростіші рефлекси (вдих-видих, прискорення серцебиття).
• Поверх неї нашаровувалися дедалі новіші рівні — аж до нової кори.

Важливе застереження: поділ на «три рівні» умовний — реально їх значно більше, а число три обрано радше через зручність. Так само неправильно вважати, що нижні відділи завжди примітивніші: уже в міноги наявні всі п'ять відділів мозку, ті самі, що й у людини.

Три рівні мозочка

• Архіцеребелум (певні часточки черв'яка + ядро шатра) — рівновага, рух хвоста. З'явився ще у безщелепних. Мінога — риба, яка «ще не зовсім риба»: без щелеп (але вже із зубами), без парних плавців, без нормального скелета (лише хорда й натяки на дуги хребців), із зябровою решіткою і без даху черепа. Їй достатньо просто триматися рівно, не перевертаючись черевом догори.
• Палеоцеребелум із проміжним ядром — з'являється у повноцінних риб із парними плавцями-кермами, розділеними зябровими дугами (перша дуга стає верхньою і нижньою щелепами) й умовною «шиєю». Керує головою, шиєю, тулубом та найпростішими рухами кінцівок.
• Неоцеребелум із зубчастим ядром — керує рухами повноцінних сегментарних кінцівок (плече–передпліччя–кисть, стегно–гомілка–стопа). Максимального розвитку сягає у птахів і ссавців. У птахів, які ще й літають, є додаткові складніші структури; птахи почасти навіть думають мозочком — людина теж, але зовсім трохи.

Кінцевий мозок: підкіркові ядра

• Прозора перегородка — попри непримітний вигляд, виконує базову регуляцію емоцій, зокрема пригнічує агресію.
• Палеостріатум (блідий шар, медіальне й латеральне ядра) — несвідомі емоційні рухи: щире здивування, здригання від переляку. Це «риб'яча» поведінка: коли у фільмах закликають «відключити розум і відчувати», фактично пропонують «бути рибкою» й користуватися палеостріатумом. Така швидка, майже рефлекторна реакція надзвичайно адаптивна.
  • Хибним є твердження, що емоції — виключно людська, «вища» властивість. Навпаки: у тварин самі лише емоції, розуму немає; у людини є емоції плюс розум.
• Архістріатум (мигдалеподібний комплекс у скроневій частці) — з'являється у рептилій, часто саме його називають «рептильним мозком» (термін умовний). Відповідає за три базові речі: нюх, агресію, страх. Разом з іншими структурами входить до лімбічної системи. Схема проста: хеморецепція → напад (якщо це здобич) або втеча (якщо здобич — ти).
• Неостріатум (хвостате ядро, огорожа, шкаралупа) — розвивається у рептилій, розширюється у птахів і ссавців. Головка хвостатого ядра пригнічує агресію. Важлива думка: зникнення реакції може бути еволюційно прогресивнішим, ніж її поява — спершу реакції немає, потім вона виникає, а потім з'являється регулятор, який може її гальмувати залежно від умов. Це відбувається автоматично, без свідомості. Тут же формуються умовні рефлекси (наприклад, рука сама тягнеться до вимикача у звичному місці).

Кора кінцевого мозку: три рівні

• Палеопаліум (склепінчаста звивина, поясна та парагіпокампальна звивини, нюхові цибулини) — нюх, смак і пов'язані з ними емоції, зокрема автоматичні реакції на інших людей. Часто людина не розуміє, чому хтось їй одразу подобається або ні, — насправді працює запах (щодо феромонів у людини впевненості немає, але вплив запахів доведений).
• Архіпаліум (гіпокамп, зубчаста звивина) — рівень безщелепних змінюється рівнем кісткових риб. Регулює не окремі емоції, а загальний рівень емоційності: при пошкодженні гіпокампа людина стає «дерев'яною», беземоційною, при збудженні — гіперемоційною. Також відповідає за короткочасну пам'ять (та сама «пам'ять, як у рибки»).
• Неопаліум (неокортекс) — шестишарова нова кора ссавців: мислення, свідомість, воля, довгочасна пам'ять. Наявна не лише в людини, а й у однопрохідних (качкодзьоб, єхидна), тобто існувала вже наприкінці тріасу — в юрі. Відтоді зріс обсяг, але принципова структура не змінилася. Оскільки ускладнення тривало від міног через риб, амфібій і рептилій, теоретично можливий і подальший крок — гіпотетичний «десятишаровий» варіант, але для цього потрібні відповідні умови й завдання.

Типи нервової діяльності

1. Рефлекс

Однозначна реакція на однозначний подразник у стереотипних умовах із мінімальною кількістю нейронів і м'язів. Приклади: колінний, зіничний, миготливий, слідкувальний, пиломоторний рефлекси, відсмикування руки від гарячого. Спроби «силою волі» стримати колінний рефлекс безглузді: зникнення цього рефлексу — тривожний симптом, можливе ушкодження спинного мозку.

2. Умовний рефлекс

Класика — собака Павлова. У людини умовні рефлекси теж виробляються, але дещо складніше, ніж в інших тварин, бо конфліктують із навчанням. Задіяна невелика кількість нейронів.

3. Інстинкт

Стереотипна, однакова в однакових умовах, незалежна від навчання складна послідовність дій у відповідь на специфічний подразник. Найкраще розвинений у птахів.

• Приклад із гускою: якщо яйце викочується з гнізда, гуска підгинає голову й закочує його назад. Вона не може вчинити інакше — закотить навіть дерев'яне чи кам'яне яйце, ба більше, спершу закотить більший за розміром камінь, а потім справжнє яйце.
• У людини інстинктів практично немає, бо вони суперечать мисленню й навчанню. Вислови «інстинкт самозбереження», «материнський інстинкт» — некоректні.
  • У сови чи кішки реакція на загрозу однакова й автоматична (розпушування пір'я/шерсті, шипіння, випускання кігтів). Людина ж при появі хижака може стрибнути на дерево, схопити палицю, закричати, завмерти, побігти, напасти чи кликати на допомогу — розмаїття відповідей доводить відсутність інстинкту.
  • Якби інстинкт і навчання співіснували, вони б конфліктували: інстинкт велить стрибати на гілку, навчання — хапати рушницю; результат — параліч рішення й загибель.
  • Інстинкти зберігаються у напівмавп, добре помітні у мавп (макака, дивлячись в очі, шипить, вискалює зуби, кусається).
• Єдиний виявлений інстинкт людини — миттєве піднімання брів при впізнаванні іншої людини. Масштабні дослідження в різних народів світу показали однаковість цієї реакції. Втім, і вона працює недосконало: буває, брови «сіпаються» на незнайомця і не реагують на знайомого.
• Материнського інстинкту в чистому вигляді немає: якби він існував, усі матері дбали б про дітей однаково. У реальності є матері, які дбають погано або не вміють; без навчання турбота не виникає сама. Натомість у немовлят є справжні рефлекси: смоктальний, хапальний, рефлекс Бабінського (розчепірювання пальців при лоскотанні п'ятки). Збереження рефлексу Бабінського в дорослого — ознака недорозвинення або деградації нових ділянок мозку.

4. Навчання (розум)

Діяльність, що змінюється з часом з урахуванням попереднього досвіду, за участі величезних нейронних мереж. Дає змогу перетворювати досвід на ідеї й робити обґрунтовані передбачення. У людини навчання досягло максимуму й забезпечується новою корою, яка за обсягом перевершує всі інші ядра й провідні шляхи разом узяті.

Взаємодія рівнів

За замовчуванням працюють рефлекси, свідомо придушити їх дуже важко. Якщо людина силою волі тримає розпечену кочергу, нова кора пригнічує спинномозковий рефлекс. Але коли така поведінка стає загрозливою для життя, організм може вимкнути свідомість — людина непритомніє, випускає кочергу і в такий спосіб рятується.

Функціональні поділи нервової системи

Соматична та вегетативна

• Соматична — керує скелетними м'язами, шкірою, суглобами; ці рухи ми можемо контролювати свідомо.
• Вегетативна — внутрішні органи, залози, кровоносні та лімфатичні судини, дихання; працює автоматично. Це спадок ланцетників і риб, коли ще й мозку як такого не було — лише нервова трубка.

Симпатична та парасимпатична (приклад із ведмедем)

• Симпатична вмикається при зустрічі з ведмедем на стежці: мобілізація сил — прискорене серцебиття й дихання, розширення артерій для доставки кисню до м'язів, зупинка роботи кишківника, сухість у роті, розширення зіниць. Людина рятується втечею.
• Парасимпатична вмикається згодом (умовно через 10 км): відновлення запасів енергії — уповільнення серцебиття й дихання, запуск перистальтики й травлення, звуження судин і зіниць. Так триває, доки ведмідь не подолає ті самі 10 км, і цикл повторюється.

Обидві системи регулюють одні й ті самі органи, але різними нейронами — одні підсилюють, інші послаблюють.

Пірамідна та екстрапірамідна системи

Назви походять від суто анатомічної ознаки: пірамідна система — це кірково-спинномозковий шлях, що проходить через піраміди довгастого мозку; екстрапірамідна — шляхи, які через піраміди не проходять. Назва випадкова, але зручна.

Екстрапірамідна система

Складається з безлічі дрібних ядер, успадкованих щонайменше з рівня круглоротих, а можливо, й від давніших форм. Кожне ядро виконує власну вузьку функцію:

• червоне ядро — тонус мускулатури;
• блідий шар, мигдалеподібний комплекс;
• чорна субстанція — виділення дофаміну.

Від кожного елемента йде власний провідний шлях (червоноядерно-спинномозковий, ретикуло-спинномозковий тощо) до спинного мозку, а звідти по рухових корінцях спинномозкових нервів — безпосередньо до м'язів. Так регулюються несвідомі, мимовільні, автоматичні рухи: наприклад, м'язи спини й шиї постійно тримають тіло й голову вертикально, і людина про це не думає.

Пірамідна система

Це нова кора кінцевого мозку, переважно прецентральна звивина. Вона забезпечує свідомий контроль рухів. Щойно людина подумала про поставу — вмикається пірамідна система, і вона може довільно поворухнути спиною чи шиєю. М'язи ті самі, а нейрони, що ними керують, різні.

Від прецентральної звивини йде один-єдиний, але величезний кірково-спинномозковий шлях — за розміром більший, ніж усі інші провідні шляхи разом узяті, бо нова кора в людини надзвичайно велика.

«Промінь ліхтарика»

Ключовий нюанс: ми можемо, але не зобов'язані користуватися пірамідною системою. У кожен конкретний момент нею контролюється лише невелика частина тіла: зона Брока регулює мовний апарат, інша ділянка — руки, тоді як ноги залишаються поза увагою. Це нагадує промінь ліхтарика, що переміщується корою, освітлюючи то одні, то інші ділянки. Уві сні свідомий контроль вимикається взагалі, і все переходить під керування вегетативної системи.

Довго регулювати щось одне не вдається — нейрони втомлюються, їм потрібен час на відновлення запасів глюкози. Проте це можна тренувати: спортсмени й актори свідомо відпрацьовують ті самі рухи, пристосовуючи під завдання більшу кількість нейронів. Так само працює опанування жестової мови глухонімих — у ненавченої людини нейрони під це просто не пристосовані.

Межі свідомого контролю

Вегетативну систему свідомо контролювати практично неможливо: не можна довільно стиснути шлунок, зупинити чи прискорити серце. Опосередкований вплив через скелетну мускулатуру (стискання чи розслаблення судин) можливий, і йоги дечого досягають, але це небезпечно — свідоме втручання у вегетатику загрожує серйозними проблемами.

Проміжний мозок: сховище найдавніших функцій

Мозок має п'ять відділів: довгастий, задній, середній, проміжний і кінцевий. Проміжний мозок доволі великий за об'ємом і складається з трьох частин: зверху — епіталамус, посередині — два масивні таламуси, знизу — гіпоталамус. Саме ці структури часто називають «рептильним мозком», хоча насправді вони цілком ссавцеві, а в рептилій влаштовані трохи інакше.

Епіфіз — колишнє око

Епіфіз (пінеальний орган) колись був справжнім оком. У наших предків було чотири ока: два звичайні бічні та ще парієтальний і пінеальний органи на маківці, спрямовані вгору.

• Для риб'ячої голови це логічно: бічні очі дивляться вбік, верхні — вгору.
• Після виходу на суходіл дивитися вгору стало неактуально, і верхні очі зникли.
• В ігуани на маківці досі видно біляву плямку — колишнє око.
• У гатерії орган прикритий лускою, але зберігає сітківку, кришталик, рогівку, райдужку та навіть нерв, і реагує на світло.
• У викопних звірорептилій (наприклад, у горгонопсів) отвір на маківці був подекуди майже такий самий великий, як звичайні очні.

Сучасні функції епіфіза:

1. Гальмування гіпофіза — пригнічує виділення соматотропного гормону, щоб зупинити ріст. Занадто сильне гальмування дає низькорослість, надто пізнє — високий зріст, а в крайніх випадках — карликовість чи гігантизм.
2. Регуляція циркадних (добових) ритмів — головна функція. Коли світить сонце, епіфіз сигналізує про виділення серотоніну (одного з «гормонів радості») — людина бадьора. У темряві серотонін за дві хімічні реакції перетворюється на мелатонін — настає сон.

Хоча епіфіз тепер розташований практично в центрі мозку й до поверхні навіть не наближається, інформація доходить до нього від звичайних очей зоровим нервом і трактом. Структура змінилася — око стало залозою, — але функція збереглася. Втім, циркадні ритми залежать і від інших чинників: втоми, часових поясів; сліпі люди теж успішно сплять і прокидаються.

Таламус: загальний принцип «низ — рух, верх — чуття»

У будові всієї нервової системи, від спинного до кінцевого мозку, діє глобальна тенденція: вентральні (нижні, черевні) частини переважно рухові, дорзальні (верхні, спинні) — чутливі.

Пояснення сягає часів, коли предки на кшталт ланцетника плавали біля дна:

• усі неприємності «сипалися» згори — ультрафіолет, пісок, хижаки, тож усе чутливе розташувалося зверху;
• повзали на череві, там зосереджувалися міомери й м'язові елементи, тож рухові структури опинилися знизу.

Виняток — хеморецептори: вони і структури, що обробляють хімічні сигнали, розташовані спереду знизу, бо нюхати треба попереду себе, аби заздалегідь знати, де їжа, а де хижак.

Вентральний таламус як рудимент

Початково руховий, він керував стрибанням у жаби чи плаванням у риби — у них немає нової кори. Коли ж у ссавців з'явилася нова кора з пірамідною системою, потреба у другій руховій системі відпала. Проте зникнути вентральний таламус не може, бо прописаний у геномі. Нова кора «вигадала» обхід: сигнал іде у вентральний таламус, там частково переключається й пересилається далі вниз.

Фактично це значною мірою рудиментарний орган розміром щонайменше кілька сантиметрів. Більше того, відомі нейронні кільцеві зв'язки, де сигнал по колу циркулює між двома-трьома нейронами: інформація вже не потрібна, але нейрон не може не працювати. Це безглузда витрата енергії, часу й сил. Чи працювали б ми швидше без цього — точно невідомо.

Дорзальний таламус

Чутливий, як і належить, з чіткою логікою розташування ядер:

• передні ядра — нюхові (ніс спереду, хеморецепція — найдавніший вид рецепції, успадкований ще від бактерій);
• середні ядра — дотикові й суглобові, тобто пропріоцепція (усвідомлення форми й положення власного тіла);
• задні ядра — зорові й трохи слухові.

Чому зорові центри позаду, а очі спереду? Спочатку в риби очі були строго на маківці, а бічна лінія тягнулася вздовж тіла (згодом вона скоротилася до вушок і дала початок органу рівноваги). Коли сформувалося обличчя, очі переїхали вперед, а мозок «розпухав, наче тісто з каструлі», і структури з маківки з'їхали назад. Тому зорові центри — і в таламусі, і в кінцевому мозку — опинилися на потилиці. Спершу вони були строго навпроти очей, і лише еволюційне «розповзання» створило нинішню, на позір нелогічну картину.

Гіпоталамо-гіпофізарна система

Природа гіпофіза

Гіпофіз початково був зябровою залозою, а точніше — кишенею Ратке. За ембріональним походженням це ентодерма, тоді як мозок загалом — ектодермальна частина зародка. Він розташований за межами оболонок мозку і з'єднаний із ним лійкою та сірим горбом.

Складається з:

• аденогіпофіза (передня та проміжна частки);
• нейрогіпофіза (задня частина, суто провідні волокна).

Механізм негативного зворотного зв'язку

Разом із гіпофізозалежними залозами й сірим горбом гіпофіз утворює гіпоталамо-гіпофізарну систему, що працює за принципом негативного зворотного зв'язку:

1. Аденогіпофіз виділяє тропні (пускові) гормони.
2. Вони з кров'ю доходять до гіпофізозалежних залоз (щитоподібної, статевих, надниркових) і запускають їхню роботу.
3. Залози виділяють гормони-виконавці, які підсилюють обмін речовин.
4. Ці гормони доходять і до мозку, активуючи в сірому горбі нейрони, що виробляють статини.
5. Статини через лійку пригнічують гіпофіз — виділення тропних гормонів припиняється.
6. Залози замовкають, обмін речовин уповільнюється, сірий горб виділяє ліберини.
7. Ліберини знову активують гіпофіз — цикл повторюється.

Скорочено: чим активніше працює гіпофіз, тим пасивнішим він стає, і навпаки — у підсумку встановлюється гомеостаз, рівновага.

Коли рівновага порушується

Горе тому, у кого гомеостаз перекосило, бо перекошує безперервно в один бік. Джерел проблем безліч:

• сам гіпофіз (він складно влаштований);
• гормони або рецептори до них;
• сама залоза, її частина, її гормони чи рецептори;
• ядра сірого горба (їх щонайменше 60);
• релізинг-фактори — статини й ліберини.

Цим займаються ендокринологи. Гормони діють дуже потужно, тому гормональні препарати можна вживати лише за призначенням лікаря. У більшості людей у нестаречому віці система працює прийнятно; у старості вона розладнується, а декому проблеми дістаються й раніше — але полагодити це складно й усе ж можливо.

Уся ця «карусель» — надзвичайно давня, вона виникла ще на рівні ланцетників і круглоротих, тому свідомості не підлягає.

Ядра сірого горба та регуляція харчування

Значна частина гіпоталамуса, зокрема сірий горб, керує обміном речовин у широкому сенсі, зокрема харчуванням.

Латеральні сіробугрові ядра

• Стимуляція — збуджує апетит.
• Руйнування (досліди на щурах) — апетит зникає, щур перестає їсти, худне, але не помирає. Згодом харчування відновлюється у три фази:
  1. Спершу тварина їсть лише «смаколики».
  2. Далі — звичайну їжу, але не п'є і продовжує худнути.
  3. Зрештою і п'є, і їсть нормально, але на меншому рівні споживання, ніж до ушкодження.

Медіальні сіробугрові ядра

Працюють протилежно:

• Стимуляція — пригнічує апетит.
• Руйнування — виникає дикий голод, щур їсть без міри, стає круглим і лискучим, хоча зрештою починає регулювати споживання іншими механізмами, але на вищому рівні, ніж раніше.

Тож ідея «поколоти собі латеральне ядро голкою, щоб схуднути» — небезпечна нісенітниця: у щура череп можна розпиляти, а в людини ядро в центрі мозку, і при промаху можна влучити в медіальне ядро з протилежним ефектом.

Еволюція харчування людини та її наслідки

Історія раціону

• Кінець мезозою — увесь палеоцен: комахоїдність. Предки були нічними тваринами розміром із землерийку, а вночі найкраще ловити комах — це майже чисті калорії, жири й білки. У людини досі є фермент для розщеплення хітину (у лемурів їх кілька, у нас, здається, один).
• Приблизно 45–50 млн років тому: перехід до дедалі більшої рослиноїдності.
• Близько 30 млн років тому: чітка фруктово-листоїдність, яка тривала через ранніх вузьконосих і перших австралопітеків.
• Близько 2,5 млн років тому: вихід у савану й перехід до споживання м'яса.

При цьому людина завжди залишалася всеїдною — змінювався лише перекіс у бік комах, фруктів чи м'яса.

Успадковані харчові принципи

1. «Усе, що є, треба з'їсти» — бо завтра їжі може не бути. Мозок сигналізує: знайшов їжу — терміново зжери. У сучасних умовах їжа не закінчується (холодильник, магазин 24/7 із яскравим червоним підсвічуванням, на яке ми якраз і націлені).
2. Насамперед — усе солодке, бо ми були фруктоїдами. Увесь метаболізм побудований на глюкозі (цикл Кребса, мітохондрії). У природі чистої глюкози немає — на переробку різних форм цукрів витрачається чимало енергії. Тепер же є ціла цукорниця, і звідси діабет та інші негаразди.
3. Усе з'їдене запасти у вигляді жиру — жир стабільний і додатково забезпечує терморегуляцію. Прагнення потовстішати природне для нашого організму: розшифрування геному неандертальців показало, що вони мали виразну схильність до повноти, просто не мали можливості її реалізувати. Сьогодні така можливість є — аж до 300 кг, — а разом із нею діабет, холестеринові бляшки, атеросклероз, ішемічна хвороба серця й ожиріння.
4. Червоне й блискуче — привабливе, бо це або комаха, або фрукт, а згодом і м'ясо. Здатність бачити червоний колір з'явилася близько 40–45 млн років тому: у напівмавп її немає, у мавп вона вже реалізована в різних варіантах.

Роль нової кори

Червоні комахи (сонечка, листоїди) та червоні плоди можуть бути як їстівними, так і отруйними, тому потрібно спершу вивчити, а потім їсти — а це вже мислення, нова кора, звідки виростає й пошукова поведінка.

Так само й із вагою: щоб не переїдати, треба думати не лише сіробугровими ядрами, а й новою корою. Практичний прийом — усвідомлено з'їдати вдвічі менше, ніж хочеться, а також більше рухатися. Це працює, хоча з віком і зниженням обміну речовин потребує дедалі більших зусиль.

Наші предки як суперхижаки

Кроманьйонці й особливо неандертальці льодовикової Європи були надзвичайно м'ясоїдними — навіть хижішими за печерних левів. Це майже неможливо перевершити, адже печерний лев не їсть нічого, крім м'яса, — але можна їсти самого печерного лева.

Лімбічна система: нюх, емоції, пам'ять

Проміжний мозок разом із давніми частинами кінцевого (архістріатум, палеостріатум, архікортекс, палеокортекс, прозора перегородка та інші структури) утворює лімбічну систему. Це не анатомічна, а функціональна система, що відповідає за три головні речі: нюх (хеморецепцію), емоції та пам'ять.

Виникла вона ще на рівні круглоротих і перших риб, і досі працює на повну. Центром лімбічної системи є гіпокамп («морський коник», архікортекс), а склепіння слугує провідною системою, що з'єднує все докупи.

Приклад асоціативної пам'яті

Двоє дітей одного літнього дня йдуть лужком, де пахнуть ромашки, і кожному дали морозиво:

• Перша дитина з'їла морозиво, їй було добре — і в гіпокампі закріпилася позитивна асоціація. Через 40 років доросла людина йде таким самим лужком, відчуває запах ромашок і безпричинно почувається щасливою.
• Друга дитина спіткнулася, впала обличчям у багнюку, впустила морозиво — і сильно засмутилася. Через 40 років той самий запах ромашок викликає в неї смуток, і вона теж не розуміє чому.

Обставини в різних людей навіть у схожих ситуаціях зовсім різні, а кількість таких взаємовпливів надзвичайно велика.

Гіпокамп і механізми пам'яті

Гіпокамп відповідає за короткочасну пам'ять, але водночас слугує записуючим пристроєм для довгочасної, яка зберігається вже в новій корі, за межами лімбічної системи. Він і записує туди інформацію, і зчитує її звідти.

При пошкодженні гіпокампа виникають різні розлади пам'яті:

• людина втрачає короткочасну пам'ять і живе «Днем бабака» — пам'ятає все до удару по голові, але нічого нового не запам'ятовує (функція запису втрачена);
• навпаки, зникає довгочасна пам'ять, і життя починається «з чистого аркуша»: нове запам'ятовується й навіть переходить у нову довгочасну, але все, що було до ушкодження, стерто;
• зникає довгочасна пам'ять узагалі, і залишаються лише останні кілька хвилин життя.

Емоції як інструмент запам'ятовування

Оскільки одна з провідних функцій нашого мозку — спілкування й розпізнавання інших людей, а гіпокамп пов'язаний із нюхом та емоціями, найкращий спосіб щось запам'ятати — наділити це емоціями.

Приклад із хімічними елементами: кисень — «жорсткий і злий», водень — «повітряний, легкий, розслаблений», залізо — «суворе, важке», уран — «радіоактивний, теж злий», гелій — «веселий і щасливий, бо ним надувають кульки». Так само з цифрами: багатьом двійка здається «маленькою, гидкою й тупою», а п'ятірка — «кругленькою, товстенькою, червоненькою, доброю». Зазвичай це шкільні асоціації, але механізм працює й несвідомо. Причина проста: наш мозок налаштований запам'ятовувати спілкування між людьми, тож коли ми наділяємо об'єкт рисами співрозмовника, він запам'ятовується краще.

Побічний ефект: анімізм і забобони

Саме звідси виростають забобони, релігійні уявлення та марновірства — людина наділяє свідомістю, мисленням та емоціями те, що ними не володіє. Лімбічна система робить це автоматично, майже не підлягаючи свідомій регуляції.

«Нутром чую»

Дуже емоційні люди часто заявляють, що «нутром чують», хто хороший, а хто поганий. Фактично це:

• рівень ланцетника: уловлювання феромонів якобсоновим органом;
• «чужі феромони — поганий, такі самі — хороший»; для примітивної тварини це адекватно (своя популяція чи чужа, конкурент чи ні).

Але на рівні людини запахи й феромони вже не визначають якість особистості — її визначає складність нейронних мереж нової кори. Тому, відчуваючи підсвідому симпатію чи антипатію (до людини чи навіть до речі, наприклад автомобіля), варто запитати себе: це сигналить лімбічна система через хеморецептори і «ланцетникові» механізми, чи за цим таки стоїть обґрунтування нової кори?

Експерименти Хосе Дельгадо: агресію можна вмикати й вимикати

Оскільки значна частина емоцій — це агресія, її можна регулювати безпосередньо. Нейрофізіолог Дельгадо провів серію класичних дослідів:

1. Кішка. Електрод у мигдалеподібний комплекс — тварина шаленіє, «рве й мече». Сигнал у головку хвостатого ядра — вона миттєво заспокоюється, стає «біла й пухнаста», муркоче.
2. Бик на кориді. Розлючений бик мчить на дослідника; Дельгадо з пульта посилає сигнал у головку хвостатого ядра — бик заспокоюється, розвертається й іде пастися на піску арени.
3. Макаки-резуси. У клітці сидів злобний альфа-самець, який за визначенням мусив усіма командувати: шкірив зуби, лаявся, «будував» усіх. Йому вживили електрод у хвостате ядро, а важіль винесли в ту саму клітку. Інші мавпи швидко второпали: щойно вожак починає лютувати — треба бігти до важеля й смикати його, і той стає добрим. Історія замовчує, чи довго він після цього залишався альфа-самцем.
4. Люди. При стимуляції мигдалеподібного комплексу піддослідний казав приблизно так: «Докторе, я відчуваю, що хочу вбити вас просто зараз оцим стільцем, краще не повертайтеся до мене спиною. Я розумію, що це нічим не обумовлено, я не мушу на вас злитися, але хочу вас убити».

Етичний висновок Дельгадо

Дельгадо написав книжку (російського перекладу, наскільки відомо, немає; англійська назва приблизно перекладається як «Як зробити людство щасливим»). Будучи розумною людиною, він визнав: шлях до регуляції агресії в обидва боки технічно відомий — можна вживити електрод, приладнати кнопку й робити людину доброю. Але поки що цього робити не варто: ми ще недостатньо знаємо мозок, і встромляти в нього електроди «заради приколу» неприпустимо. Такі втручання виправдані лише тоді, коли операція на мозку й так необхідна.

Принципово важливо: наш мозок мало чим відрізняється від мозку кішки, корови й тим паче макаки — здебільшого лише розміром. Структури займаються тим самим, тож базові речі регулювати просто, вищі — набагато складніше.

Страх: архаїчна й корисна реакція

Страх — це реакція на щось несподіване, незрозуміле, негативне й потенційно небезпечне. За нього відповідає ціла низка структур:

• ядра таламуса;
• мигдалеподібний комплекс;
• блідий шар (палеостріатум);
• інші глибокі, центрально розташовані частини — «найглибше означає найдавніше».

Чому боятися корисно

Ми повинні боятися всього невідомого, бо не встигаємо це прорахувати: краще злякатися заздалегідь. Майже всю свою історію ми були здобиччю, і навіть ставши вправними мисливцями, завжди мали ризик натрапити на того, хто нас уб'є.

Типові тригери:

• незнайомі люди;
• темрява (ми — денні тварини);
• блиск у темряві — раптом це очі леопарда, що підкрадається;
• надто тихі або, навпаки, надто різкі звуки;
• різкі рухи (класика — огірок перед кішкою);
• «чогось не було — і раптом воно з'явилося».

Спільне коріння страху, подиву та сміху

Дивовижним чином страх пов'язаний із подивом і сміхом. Механізм розгортається послідовно:

1. Стається щось несподіване. Потенційно воно небезпечне, тож першою виникає реакція страху. Щоб уникнути небезпеки, треба самому налякати джерело: очі розширюються, рот розкривається, вирветься гучний початковий звук («А!»).
2. Мозок швидко переробляє інформацію. Якщо ситуація незрозуміла, але, схоже, не смертельна, — виникає подив: очі так само витріщені, рот розкритий, але ікла вже не оголюються, бо лякати немає сенсу. Звук виходить згасаючий.
3. Якщо це справді страшно — ікла оголюються, щоб налякати, губи піднімаються вертикально, звук стає безперервним і довгим — крик жаху.
4. Якщо мозок швидко з'ясував, що небезпеки немає — «я просто зараз не помру, це ж чудово!» — виникає сміх. Лякати нікого не треба, тому зуби майже не оголюються, рот розтягується вбік, очі мружаться. Програма, щойно налаштована на дикий крик, збивається, дихання переривається — і замість суцільного «а-а-а» виходить «ха-ха-ха».

Перші частки секунди мімічних і звукових реакцій при жаху та сміху строго однакові — це буквально одне й те саме.

Збої програми

• Пранки, що пішли не так: замість засміятися людина реально лякається.
• Зворотний випадок: у справді жахливій ситуації людина регоче «як божевільна». Їй кажуть: «Люди гинуть, а ти веселишся» — але вона не веселиться, у неї просто збій програми.
• Подив — це проміжний стан, коли ще не до кінця розібрався, що відбувається.

Страх чужинців і сучасний «дефіцит страху»

Найголовніший страх вищого рівня — страх чужинців, і він цілком виправданий:

• Ель-Сідрон (Іспанія), 50 тисяч років тому: неандертальців з'їли інші неандертальці — прийшли, повбивали й з'їли. Вони «проґавили» момент появи чужих.
• Людина зі Схул: спершу її штрикнули списом у шию, потім проломили лоб. Похована красиво, з намистом, — але їй це навряд чи сподобалося.

Тому щойно немовля починає бодай сяк-так розпізнавати обличчя, воно починає боятися чужих. Зовсім маленька дитина ще нікого не розрізняє й нікого не боїться, але це триває недовго: щойно мозок оформлюється, батьки стають «своїми» (розпізнаними зорово, за голосом тощо), а всі незнайомі — небезпечними. Це правильна реакція.

Пошук штучних страхів

Нині ми живемо в дуже нездоровій ситуації — в оточенні мільйонів незнайомих людей, більшість із яких безпечні. Але мигдалеподібний комплекс і бліді шари мусять працювати, і якщо об'єктивно боятися нічого, людина починає шукати страх штучно:

• страшні відео та фільми жахів, «кімнати страху»;
• стрибки з парашутом і на канатах із мостів;
• гонки на мотоциклах, скелелазіння, спелеологія — де хтось зрештою й гине заради адреналіну.

Висновок простий: боятися треба, але в міру — будь-яка крайність шкідлива.

Ієрархія та домінування: людина як ссавець

На вищому рівні прості реакції відторгнення й страху заміщуються суспільними відносинами, регулюванням у групі та побудовою ієрархічних драбин. Найпримітніше те, що ієрархія й домінування в мавп і людей однакові — і взагалі приблизно однакові в усіх ссавців: зуби шкірять і опосуми (зовсім не соціальні), і їжаки, і собаки, і люди, якщо їх довести.

Демонстрація домінування (однакова в людини й макаки)

• піднятися, збільшити візуальний розмір;
• людина додає штучні засоби: мантія, корона, хутряна шапка;
• розмахувати руками, стукати себе в груди чи по столу;
• безперервно шкірити зуби — на «простих, незамислуватих» людях працює бездоганно;
• пильний погляд з-під насуплених брів, оголені ікла.

Демонстрація підкорення

• погляд знизу;
• знижене положення тіла, характерний поворот голови;
• зверху вниз — поплескування лапкою по плечу, «дешеві трюки» на кшталт рукостискання долонею згори.

Зміна домінування — рекорд людини

Людина — рекордсмен у зміні домінування.

Приклад із собаками

У 1990-х біля біофаку МДУ зоологи кафедри зоології хребетних вивчали бродячих собак. Виявилося: коли зграї треба перейти Ломоносівський проспект зі світлофорами, знаходиться одна «розумна» собака, яка вміє це робити. Червоного й зеленого собаки не розрізняють, тому їй доводиться рахувати лампочки, а також стежити за машинами й людьми. У момент переходу командує саме вона, беручи на себе функц