При напряженном внимании у здоровых людей возникают изменения биоэлектрической активности в лобных долях. Эта часть мозга отвечает за множество функций и отличается сложным строением (лобные доли состоят из нескольких частей). Работа всех отделов коры лобных долей обеспечивает формирование стойких намерений (мотивов), определяющих сознательное поведение человека, контроль эмоций и поступков. Лобные доли поддерживают и регулируют общий тонус коры больших полушарий, обеспечивают программирование, сохранение, регуляцию и контроль выполнения любой деятельности.
При напряженном внимании у здоровых людей возникают изменения биоэлектрической активности в лобных долях. Эта часть мозга отвечает за множество функций и отличается сложным строением (лобные доли состоят из нескольких частей). Работа всех отделов коры лобных долей обеспечивает формирование стойких намерений (мотивов), определяющих сознательное поведение человека, контроль эмоций и поступков. Лобные доли поддерживают и регулируют общий тонус коры больших полушарий, обеспечивают программирование, сохранение, регуляцию и контроль выполнения любой деятельности.
Начиная с ХХ века ведется разработка всевозможных датчиков, приборов, электродных имплантов, которые принудительно стимулируют работу мозга с помощью электрических разрядов, что влияет на функционирование его отдельных зон и улучшает когнитивные способности человека.
Дошло до того, что в 2013 году в продажу поступил гаджет для любителей компьютерных игр. Он стимулирует работу мозга, улучшая реакции, повышая внимание и развивая память. Однако производители не были уверены в его стопроцентной безопасности, поэтому ограничили круг пользователей, поставив возрастную рамку 18+.
Применение подобных устройств вызывает много вопросов: не будет ли привыкания (зависимости), не приведет ли регулярная электрическая стимуляция к износу клеток мозга, не сделает ли она из нас биологических киборгов? Поэтому не стоит увлекаться подобными новшествами. Лучше сделайте упор на естественные ресурсы своего организма, которые потенциально превышают возможности самых лучших современных компьютеров.
Электрохимическая природа нервных процессов
Деятельность человеческого мозга имеет электрохимическую природу: в результате сложных химических процессов в нервных клетках рождается электрический разряд. Если в коре мозга нет электрохимической активности, то нет и сознания, даже при сохранении активности всех остальных биологических процессов.
Двойственная электрохимическая природа активности мозга результат химических и электрических реакций на внешние стимулы. Химическая сторона ответа на стимул представляет собой обмен химическими элементами в синапсах (окончаниях нервных клеток). Об этом мы поговорим позже. А электрическая сторона реакции это перевод наших мыслей и ощущений в электрические заряды. В действительности это единая электрохимическая реакция. Однако удобнее разобраться в работе мозга, рассматривая химические и электрические реакции по отдельности. Нейрон, или нервная клетка, имеет длинный отросток аксон, по которому сигнал передается к другим клеткам, и короткие отростки дендриты, принимающие сигналы.
Электрический импульс, бегущий по аксону, называется потенциалом действия. Именно он лежит в основе всей нервной деятельности, а значит, действий, решений, реакций. Скорость потенциала действия определяет скорость нервных реакций. На самом деле мы не такие быстрые, как нам бы того хотелось. Дело в том, что максимальная скорость прохождения нервного импульса примерно 100 метров в секунду: это позволяет отдернуть руку от раскаленной поверхности утюга, но при этом мы успеваем немного обжечься.
У разных нервных клеток разная возбудимость. Это важно для выполнения различных задач. Например, клетки в зонах бодрствования возбуждаются легко, чтобы поддерживать нашу активность. Клетки, запускающие дыхание и работу сердца, вообще не имеют покоя, постоянно находясь в возбужденном состоянии. Двигательные клетки, напротив, маловозбудимые: они реагируют только на специальным образом кодированные сигналы. Это предотвращает ошибки в движении, не позволяя случайно шагнуть в пропасть или под мчащийся автомобиль.
Электроимпульс запускают два элемента: калий и натрий. Для того чтобы нервные клетки работали хорошо, в организме должно содержаться достаточное количество калия (он встречается в растительной пище, особенно в свежей зелени). А распределение натрия зависит от типа нейрона (какую функцию он выполняет и в каком месте находится). При прохождении нервного импульса происходит изменение концентрации натрия и калия в клетке, которое контролируется так называемым натрий-калиевым насосом. Это жизненно важный механизм непрерывного перекачивания из клетки в клетку натрия и калия. Кстати, работа этого насоса самый энергозатратный процесс нашей нервной системы. К тому же для полноценной деятельности мозгу необходимо очень много энергии: он потребляет примерно 20 % всей энергии организма.
Нельзя не упомянуть и глиальные клетки, которые оборачиваются вокруг аксона, изолируют его участки и ускоряют прохождение сигнала. Нервная сеть фактически состоит из нейронов и глиальных клеток (их больше), которые заботятся о химическом составе среды мозга и питают нервные клетки.
Нейротрансмиттеры и другие вещества, необходимые для работы мозга
Рассмотрим основные химические процессы, происходящие в мозге. Но прежде хочу вас предупредить: именно химические элементы определяют наши реакции и действия, в том числе внимание.
Изменение химического баланса организма меняет восприятие самого себя и окружающего мира. Поэтому осознанный, разумный подход к питанию с учетом индивидуальных потребностей в макро- и микроэлементах, которые формируют необходимые мозгу аминокислоты, важная составляющая качественной полноценной жизни.
Химическое влияние на клетку оказывают нейротрансмиттеры, иначе говоря, нейромедиаторы. Это химические вещества, которые участвуют в передаче сигналов между нейронами и от нейронов к клеткам-исполнителям. Можно сказать, что с помощью этих химических веществ нейроны «разговаривают» друг с другом.
Роль нейротрансмиттеров заключается в запуске биохимической реакции, в результате которой возникает потенциал действия. Так нервный импульс передается следующей клетке.
В нашем организме существуют два типа нейротрансмиттеров: возбуждающие и тормозящие. Как мы уже видели, все нервные реакции сводятся к чередованию торможения и возбуждения, поэтому важно, чтобы между этими процессами соблюдался баланс.
Возбуждающие нейротрансмиттеры активизируют мозг, действуя по принципу педали газа. Когда мы жмем на газ, увеличивается частота оборотов двигателя; похожий процесс происходит и при поступлении стимулирующих организм нейротрансмиттеров. К ним относятся ацетилхолин, дофамин (он же допамин), норадреналин, адреналин, глутамат, серотонин и другие.
Тормозящие нейротрансмиттеры можно сравнить с тормозом в автомобиле. Они уменьшают вероятность передачи возбуждающего сигнала, «глушат» его. Эти нейротрансмиттеры выполняют роль естественных транквилизаторов организма, помогают сохранять спокойствие и вызывают сонливость. К ним относятся ГАМК (гамма-аминомасляная кислота), дофамин, ацетилхолин, серотонин и ряд других.
Наверное, вы заметили, часть нейротрансмиттеров вошла в оба списка, и это не ошибка. Эти вещества оказывают и возбуждающее, и тормозящее действие. Например, дофамин, серотонин, ацетилхолин и еще некоторые нейромедиаторы. Какое действие они оказывают возбуждающее или тормозящее, зависит от их количества.
Давайте разберем механику их работы, а также способы регуляции их содержания в организме с помощью продуктов питания и других веществ. Кроме того, попробуем понять, как эти вещества влияют на поведение человека и наоборот как поведение человека воздействует на уровень нейромедиаторов.
Кстати, уровень нейротрансмиттеров в организме является тенденцией, а не абсолютным показателем. То есть высокое или низкое содержание какого-либо из этих веществ может измениться в любой момент. Соответственно меняются как внутренние психические процессы (торможение возбуждение), так и их внешние проявления: настроение, поведение, потребности и т. д.
Ацетилхолин
Первый открытый медиатор был назван ацетилхолином. За описание работы синапсов на его примере Отто Лёви получил Нобелевскую премию. Ацетилхолин важнейший медиатор центральной и периферической нервной системы. Любое мышечное сокращение, будь то движение пальца или всей руки, происходит благодаря выбросу ацетилхолина.
Ацетилхолин является сложным органическим соединением, производным холина, который содержится во многих пищевых продуктах: в яичном желтке, горохе, чечевице, сое, арахисе, мясе, печени, рыбе (она также содержит полиненасыщенные жирные кислоты Омега-3), шпинате, капусте, картофеле, проростках пшеницы и риса и другом.
Аналогичную реакцию в организме вызывает никотин, который содержится в табаке. Это вещество отпугивает от растения колорадских жуков и других насекомых (так как является для них ядом), а на нервную систему человека в небольших дозах действует как ацетилхолин: никотин тоже относится к агонистам химическим соединениям, которые при воздействии на рецептор изменяют его состояние, вызывая биологический отклик. Проблемой становится зависимость от никотина, нарушающая работу синапсов. При регулярном употреблении табака уменьшается чувствительность рецепторов и снижается выработка ацетилхолина. Ведь если в теле становится много агониста (в данном случае не самого ацетилхолина, а его заменителя никотина), то организм прекращает его производство.
Ацетилхолин является сложным органическим соединением, производным холина, который содержится во многих пищевых продуктах: в яичном желтке, горохе, чечевице, сое, арахисе, мясе, печени, рыбе (она также содержит полиненасыщенные жирные кислоты Омега-3), шпинате, капусте, картофеле, проростках пшеницы и риса и другом.
Аналогичную реакцию в организме вызывает никотин, который содержится в табаке. Это вещество отпугивает от растения колорадских жуков и других насекомых (так как является для них ядом), а на нервную систему человека в небольших дозах действует как ацетилхолин: никотин тоже относится к агонистам химическим соединениям, которые при воздействии на рецептор изменяют его состояние, вызывая биологический отклик. Проблемой становится зависимость от никотина, нарушающая работу синапсов. При регулярном употреблении табака уменьшается чувствительность рецепторов и снижается выработка ацетилхолина. Ведь если в теле становится много агониста (в данном случае не самого ацетилхолина, а его заменителя никотина), то организм прекращает его производство.