Мы все еще живем по принципу "Горе от ума". Мы используем свой мозг не лучше, чем герой Марка Твена, коловший орехи Королевской печатью. У нас в голове 100 миллиардов нейронов, образующих более 50 триллионов связей-синапсов, – но мы задействуем этот живой суперкомпьютер на сотую долю мощности и остаемся полными "чайниками" в вопросах его программирования. Человек летает в космос и спускается в глубины океанов, однако собственный разум остается для нас тайной за семью печатями. Пытаясь овладеть магией мозга, мы вслепую роемся в нем с помощью скальпелей и электродов, калечим его наркотиками, якобы "расширяющими сознание", – но преуспели не больше пещерного человека, колдующего над синхрофазотроном. Мы только-только приступаем к изучению экстрасенсорных способностей, феномена наследственной памяти, телекинеза, не подозревая, что все эти чудеса суть простейшие функции разума, который способен на гораздо – гораздо! – большее. На что именно? Читайте новую книгу серии "Магия мозга"!
Андрей Михайлович Буровский
Феномен мозга. Тайны 100 миллиардов нейронов
Человечество само заботится об этом и в эволюционном порядке каждый год упорно, выделяя из массы всякой мрази, создает десятками гениев, украшающих собою земной шар.
М.А. Булгаков
Введение
Древние полагали, что человек думает и чувствует сердцем. Так писал самый авторитетный философ и ученый Древней Греции – Аристотель. Греки и римляне почитали Аристотеля как Учителя своих Учителей. Христиане питали к нему такое почтение, что его учение почти целиком положили в основу книжного знания о мире – схоластики. Почти две тысячи лет авторитет Аристотеля оставался непоколебим.
Уже в XVI веке некий врач в столице Сицилии, городе Палермо, произвел вскрытие трупа на глазах нескольких десятков зрителей.
– Видите? – говорил он. – От сердца идет только одно нервное окончание. А от мозга отходит целый спинной мозг, и от него – нервные окончания во все органы и члены человеческого тела. Не сердце, а мозг – главный орган мышления, орган, управляющий человеком.
– Вы убедили нас, – ответили зрители. – Мы непременно поверили бы вам, но не в силах. Ведь Аристотель ясно писал о том, что человек думает не мозгом, а сердцем…
Медленно-медленно, буквально веками опыт подтачивал авторитет Аристотеля. К XVIII веку врачи и биологи просто вынуждены были признать, что мозг – основной орган мышления. В представлении большинства людей сердце осталось органом чувств. "Дела сердечные". "Выбирай сердцем". "Сердце подскажет". "Выйду замуж за того, кого мое сердце выберет".
Это совершенно неверно с точки зрения науки, но так распорядилось массовое сознание людей: жестко развело два органа. Сердце "отвечает" за эмоции, мозг – за рациональное познание.
"Безмозглый". "Ты каким местом думаешь?!" "Мозгов не хватает". "Вместо мозгов у него капуста". "Мозги не работают". "Мозги у него не те". "Какой могучий мозг ему дан!" Такие высказывания так же типичны, как "сердце подскажет". Современный человек убежден в необходимости думать именно мозгом и считает, чем у человека "больше мозгов", тем лучше. А когда "мозгов мало" – это плохо.
Но что означает: "много мозгов"? Будь дело в размерах мозга, умные и талантливые ходили бы с колоссальными головами, в десятки раз больше, чем головы дураков. Пришлось бы создавать специальные воротники или "головодержатели", потому что шея не удерживала бы колоссальных голов с мозгом весом в десятки килограммов. А у дебилов головы были бы меньше их собственного кулака.
Известно, что у многих гениев объем мозга был невелик. У современных людей он в среднем порядка 1350 куб. см. А, к примеру, у писателя Анатоля Франса объем мозга был 1000 куб. см.
Видимо, "много мозгов" – это не про размеры мозга как таковые, а про какое-то его важное качество. Которого то больше, то меньше.
То же самое касается и видов животных. Мозг крупной акулы больше мозга маленькой мышки, но акула – почти живой автомат, очень примитивное создание. А про мышь этого никак не скажешь. Ее мозг не больше по размерам, он совсем по-другому "работает".
Зачем вообще нужен мозг? Почему "хорошо думать" так важно? Может, мы зря считаем его таким важным и полезным органом? Живут же без головного мозга медузы и черви? И вроде неплохо живут: за сотни миллионов лет они практически не изменились.
А если мозг и правда так важен, что нам мешает изменить его так же, как мы теперь меняем тело? Натренировать, накачать стимуляторами, "сделать пластику"?
Парадокс в том, что изменить свой мозг к лучшему способен почти каждый. Мы можем сделать так, чтобы он стал в десятки раз функциональнее, чем прежде. Беда в том, что почти никто не знает, что для этого нужно. На самом деле все просто, это вытекает из самой сущности мозга. Надо просто понимать это и развивать мозг так же, как мы тренируем бицепс или мышцы пресса.
Эта книга – о нашем мозге. О том, как он возник, зачем нужен, чем полезен и как с ним следует обращаться.
Глава 1 Как мозг появился на этом свете
Раздражение ступни передается по нервам в мозг, взаимодействует там с духом и таким образом порождает ощущение боли.
Декарт
Зачем нужен мозг?
Самые примитивные животные прекрасно обходятся без мозга. Не будем даже про одноклеточных, но вот медуза или земляной червь мозга вполне определенно не имеют. Какими были пятьсот миллионов лет назад, такими и остались. Для некоторых людей неизменность таких примитивных форм – огромное преимущество. Люди существуют совсем "недавно" – порядка полутора миллионов лет, и вон сколько с нами проблем! А эти живут и не тужат.
Но разберемся – так ли уж и не тужат? После шторма море выбрасывает на берег сотни тонн водорослей. Гибнут десятки миллионов крохотных безмозглых существ. Тот же самый шторм выбросит на берег 200–300 рыб: существ, у которых уже есть головной мозг и вовсе не такой уж примитивный. Одновременно погибает несколько морских птиц. Изредка и далеко не каждый шторм несет гибель 1–2 китам и дельфинам.
А люди? В прессе сообщается что-то типа: "трое людей получили легкие ранения". Даже самые жестокие циклоны редко приводят к гибели людей. А если приводят – гибнет буквально несколько человек. А водоросли и медузы (морские жители!) погибают сотнями миллионов.
Подводное землетрясение в Индийском океане, произошедшее 26 декабря 2004 года, стало причиной цунами, признанного самым смертоносным стихийным бедствием в современной истории. Это второе или третье по силе землетрясение за всю историю наблюдения.
Эпицентр землетрясения находился в Индийском океане, возле северо-западного берега острова Суматры (Индонезия). Высота волн, хлынувших на берега Индонезии, Шри-Ланки, юга Индии, Таиланда и других стран Индийского океана, превышала 15 метров.
По разным оценкам, погибло от 225 тыс. до 300 тыс. человек. Полностью число погибших вряд ли когда-либо станет известно, потому что множество тел было унесено водой в море. Треть погибших – дети до 15 лет.
Страшная катастрофа! Одна из самых страшных за всю историю человечества. Но эта же катастрофа погубила миллионы рыб, птиц, мелких морских и наземных зверюшек. Это при том, что цунами хлынуло на берега, плотно заселенные людьми, где животных осталось очень мало.
Если говорить об организмах, у которых вообще нет мозга, то число погубленных цунами высших растений исчисляется сотнями миллионов, а низших растений, водорослей – десятками миллиардов.
Вот очень наглядная цена и наличию мозга, и его сложности, и его отсутствию: чем больше и сложнее мозг, тем больше у организма независимости от окружающей среды, в том числе от любых трудностей, внезапностей и катастроф. Мозг дает организму шанс уцелеть даже там, где у безмозглого шансов нет совсем.
Мозг – это гарантия безопасности. Стоит ли удивляться, что всегда выигрывал тот, кто сумел приобрести этот ценнейший орган?
От нервных клеток – к мозгу
Нервные клетки появляются уже у медуз, кораллов, морских звезд. Они не сведены в единую систему и разбросаны по всему организму. Эта сеть нервных волокон возбуждается особо чувствительными клетками, расположенными на поверхности тела животного, и передает возбуждение на элементарные двигательные клетки. В результате осуществляются все функции живого организма.
У некоторых видов медуз нервные клетки объединяются в небольшие скопления. Но вообще-то, и у медуз, и у примитивных червей нет центральной нервной системы: органа, который мог бы анализировать поступающую информацию и принимать решения.
У более сложных морских червей в головной части имеется скопление нервных клеток, которые нередко имеют оболочку из соединительной ткани. Их называют "ганглиями" – от греческого "ганглиос" – "узел". Ганглии часто соединяются между собой, образуя различные структуры (нервные сплетения, цепочки и т. п.).
Головной ганглий – это уже зародыш центральной нервной системы. От такого головного "мозга" отходят продольные нервные тяжи, отдающие команды всей нервной цепочке – прообразу спинного мозга.
Такие же скопления-ганглии есть и у высших моллюсков – кальмаров и осьминогов. Некоторые ученые говорят о "мозге" моллюсков. Другие считают, что настоящий мозг есть только у позвоночных, у беспозвоночных – только ганглии. Называть их мозгом – слишком "вольно".
Но как ни называй, а у самых сложных червей и моллюсков есть глаза, поведение кальмаров очень сложное, различное у разных особей. Кальмары – интеллектуалы моря, их "головные ганглии" сложно устроены и позволяют им интересоваться окружающим, проявлять любопытство, учиться.
Возможно, не будь позвоночных, именно они заняли бы то же место в природе, вышли бы на сушу и породили разумных существ.
У пауков, раков и крабов есть по нескольку ганглиев в разных участках тела. У них есть центральный мозг из нескольких слившихся парных ганглиев. Головной мозг? Не совсем… Голова у раков, крабов и пауков не отделена от остального тела. Это головогрудь. Центральный мозг соединен с нервными цепочками, объединяющими более мелкие ганглии.
Нервная система насекомых еще сложнее. У многих из них голова отделена от остального тела и укреплена на подвижной шее. Особенно развитый и сложный мозг – у общественных насекомых (муравьев, пчел, термитов). Чем насекомое крупнее, активнее, подвижнее, тем более крупные у него центральные ганглии, более развитая нервная система и органы чувств. Опять же, не величина ганглий важна, а соотношение мозга-ганглий с остальным оранизмом. У рабочей пчелы, к примеру, мозг составляет 1/175 массы всего тела.
Первые носители "настоящего" мозга
Одни из самых примитивных хордовых – оболочники. Это животные с мешкообразным тельцем длиной от 0,3 до 50 см. Они примитивнее насекомых и высших моллюсков. Уровень развития их мозга практически как у червей и нервная система проще простого: единственный ганглий надо ртом, от него отходит нервный ствол. Органы чувств развиты слабо, глаз почти нет. Животное ведет образ жизни растения – прикреплено к одному месту и питается взвешенными в водной толще органическими остатками – детритом.
А вот личинки оболочников активны, имеют развитые органы чувств и нервную систему, мускулатуру и, самое главное, спинную скелетную ось – хорду.
Большинство ученых полагают, что мы и оболочники происходим от животных, очень похожих на личинки оболочников.
Самые простые из этих "произошедших" – целый класс "бесчерепных": ланцетники. По форме эти маленькие, до 30 см, морские рыбообразные твари и правда напоминают хирургический ланцет.
20 видов ланцетников радостно втягивают в ротовое отверстие микроорганизмы и детрит с током воды. Если их пугают – стараются зарыться в песок мелководий почти всех теплых и умеренных морей от Норвегии до Южной Африки и Аргентины, а в Тихом океане – от Хоккайдо и Калифорнии до новой Зеландии и Чили.
Для того образа жизни, который ведет ланцетник, головной мозг ему особенно и не нужен. Мышечного сердца у него нет, и эту роль выполняет пульсирующий брюшной сосуд: почти как у насекомых. Слабое обоняние, почти полное отсутствие зрения. В хорде заключена вся его центральная нервная система, головной мозг не дифференцирован, и вокруг него нет никакого зачатка черепной коробки.
От этих животных произошли все позвоночные (Vertebrata) или черепные (Craniota) – наиболее высокоорганизованная группа животных. За счет развития мозга. Произошли и "захватили Землю".
К примеру, насекомых намного больше, чем позвоночных. Как по общему числу, так и по видовому разнообразию. Известно порядка 1,25 миллиона видов насекомых, а каждый год открывают все новые и новые. Нам известно, по разным данным, от 50 до 70 % форм Insecta.
А позвоночных "всего" около 50 тысяч видов. Из них рыб от 25 до 40 тысяч, земноводных – 2100, пресмыкающихся– 6000, птиц – 8600, млекопитающих – 4500.
Но, во-первых, эти виды более разнообразны: от крохотной землеройки весом в 20 граммов до бронтозавра в 40 тонн или синего кита до 100 тонн. От гепарда, мчащегося со скоростью 110 км в час, до малоподвижного ленивца.
Во-вторых, позвоночные – самые активные животные с самой интенсивной физиологией и биохимией.
В-третьих, и это главное, у позвоночных самая сложная нервная система. У них есть головной и спинной мозги, поэтому они способны к самым сложным формам поведения и психической деятельности.
Благодаря этим качествам позвоночные могут жить в самых разнообразных условиях. Они разделились на резко различающиеся систематические группы, и все эти группы замыкают пищевые цепочки.
Все позвоночные имеют позвоночник, внутренний скелет, обособленную голову с развитым головным мозгом, который защищен черепом. У них совершенные органы чувств, развитые кровеносная, пищеварительная, дыхательная, выделительная и половая системы.
Первые позвоночные появились в эпоху, которую с 1835 года называют палеозоем – эрой древней жизни. Первый период палеозоя называется кембрийским: так назвал его английский исследователь А. Седжвик от римского наименования Уэльса – Cambria.
Начался период около 542±1 млн лет назад, закончился 488±2 млн лет назад и продолжался, таким образом, примерно 51–57 млн лет.
Среди самых древних позвоночных были существа с внешним или наружным скелетом в виде или сплошного панциря, или отдельных крупных костных пластин-щитков. Щитковые и панцирные рыбы вымерли уже в палеозое. Их вытеснили существа с внутренним скелетом: более подвижные, с более совершенным мозгом.
8 классов позвоночных объединяют в 2 надкласса: бесчелюстные и челюстноротые. О бесчелюстных легко судить хотя бы по миноге – этих червеобразных или змееобразных полурыб охотно едят одни, ими брезгуют другие. У миноги червеобразное голое тело: уже не червяк, но еще не рыба.
Размножаются миноги с помощью личинок. Из яиц (икринок), отложенных в пресной воде с илистым или песчаным дном, выходят пескоройки. Долгое время их никак не связывали с миногами, а относили к червям. Подобно последним, пескоройки вкапываются в ил, который добровольно не покидают почти никогда, а пускают в дело свои плавники, только когда хотят вновь спрятаться в ил или другое подобное место. Питаются они детритом и микроскопическими организмами, втягивая их через ротовое отверстие вместе с водой.
Вырастая, пескоройки становятся взрослыми миногами и выходят в море. Там они и живут, пока не придет время откладывать икру – первый и последний раз в жизни.
У взрослой миноги есть глаза, но зрение скверное, зато хорошее обоняние.
Рот без челюстей, в виде присасывательной воронки. Вместо губ – кольцевидный хрящ. Животное впивается в добычу, пуская в ход буравящий язык с хрящевыми выростами и роговые зубы. Оно буквально всасывает и перемалывает все, что имеет неосторожность ему попасться. Лопают миноги только что вылупившихся молодых рыбок, червей, насекомых в разных стадиях их развития. Но в основном они питаются падалью, а также мясом и кровью живых и в особенности рыб. Настигнув подходящую крупную рыбу, минога крепко присасывается своим круглым ртом к ее наружной оболочке и начинает работать своими пилообразными зубами, пробуравливая кожу насквозь и проникая все глубже во внутренности своей жертвы. Миноги проглатывают соскобленные частицы и проедают глубокие отверстия в теле рыбы, будь она живая или мертвая. Эти примитивные позвоночные процветали в древних морях 500–300 миллионов лет назад. С тех пор на месте существовавших когда-то сотен видов миног – активных хищников, остались нынешние 35 видов – частичных паразитов [1] .
А из числа хищников миног вытеснили более сложные существа – рыбы. Те самые, на которых пережившим свой век миногам "приходится" паразитировать.
Это при том, что центральная нервная система миног отчетливо разделяется на головной и спинной мозг. Головной мозг ее очень мал, считаные граммы веса животного, которое целиком может потянуть и на 2–3, и даже 4 кг.
Головной мозг миноги уже имеет отделы, характерные для всех позвоночных животных: передний, промежуточный, средний, продолговатый и мозжечок. Но сразу два важных признака говорят о примитивности мозга миноги: первое, все его отделы лежат в одной плоскости и не налегают друг на друга. И второе, передний мозг относительно других отделов очень невелик.
Даже у простейших челюстных рыб передний мозг крупнее, а отделы мозга налегают друг на друга, образуя единый орган [2] .
Эволюционно более продвинутыми оказались челюстноротые: панцирные, хрящевые и костные рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. Вся борьба за господство в животном мире Земли пошла между этими видами. Основным направлением развития стало увеличение и усложнение мозга, развитие органов чувств. Это взаимосвязанные явления! Ведь чем сильнее развиты органы чувств, тем больше информации поступает в мозг. А чем сложнее мозг, тем больше информации он способен переработать.
Начало соревнования
Примерно 540 миллионов лет назад в окаменелостях кембрийского периода палеозойской эры появляются отложения окаменелостей представителей почти всех подразделений животного царства. Раньше не было почти ничего. Практически полное отсутствие многоклеточных, сложных животных. И "вдруг", за считаные миллионы, может быть, даже сотни тысяч лет – "кембрийский взрыв биологического разнообразия".
Начиная с Уильяма Баклэнда (1784–1856) геологам было известно о существовании границы отложений, ниже которой ископаемые останки не обнаруживаются. Это очень огорчало Чарльза Дарвина: он считал "почти полное, насколько теперь известно, отсутствие под кембрийскими слоями формаций, богатых ископаемыми" сильным аргументом против его теории эволюции. Дарвин даже посвятил отдельную главу своей работы "Происхождение видов" обсуждению этой проблемы. Его собственная гипотеза состояла в том, что в докембрии нынешние континенты могли находиться на океанском дне, на глубинах, где не могли формироваться ископаемые останки [3] , но в целом получалось как-то безнадежно: если жизни долгое время не было, а потом она появилась – это же "работает" не на теорию эволюции, а на теорию Божественного Творения!