Задача любого живого мозга: увеличить шансы организма на выживание
Мозг всех живых существ для выполнения своей функции пользуется работой одной и той же единицы – нервной клетки, которая у разных существ работает примерно одинаково[18]. Нервная система даже самого примитивного существа действует по тем же основным законам химической стимуляции и проведения электрического импульса, что и мозг человека. Так, например, представитель класса плоских червей[19] может иметь всего лишь несколько сот нервных клеток во всем своем организме, но процессы, которые позволяют этой рудиментарной нервной системе управлять нехитрым набором действий – касающихся питания, размножения и уклонения от потенциальной опасности, – это ровно те же самые процессы, которые, умноженные и в усовершенствованном виде, действуют в удивительно сложном мозге человека и позволили, скажем, Эйнштейну ставить легендарные мысленные эксперименты или Шекспиру создать его поэзию.
Трудно измерить дистанцию, отделяющую мозг человека от нервной системы червя, но с неврологической точки зрения она не бесконечна. Отличия здесь в основном определяет степень сложности. Именно сложность, если рассматривать это с неврологической точки зрения, отличает червя от жабы, жабу от шимпанзе, а шимпанзе, скажем, от Стивена Хокинга.
Эволюция мозга животных в целом заключалась в том, что он становился все сложнее[20]. Эта сложность позволяла организмам все точнее оценивать состояние окружающей среды и реагировать на происходящие в ней изменения более дифференцированно и эффективно с помощью широкого набора адаптивных реакций. У таких примитивных организмов, как черви, нервная система состоит из простой цепочки нервных клеток, что позволяет животному интерпретировать реальность лишь самым грубым образом и реагировать на нее простейшими реакциями – приблизиться/убежать.
Нервная система даже самого примитивного существа действует по тем же основным законам химической стимуляции и проведения электрического импульса, что и мозг человека
Однако в процессе эволюции видов эта нервная цепочка стала длиннее и обрела усложненную структуру. Там появились петли и узлы. Она стала усовершенствованной сетью нервных клеток, которых стало гораздо больше: сначала миллионы, а потом миллиарды. Они стали частью в высшей степени специализированных структур, которые с высокой степенью точности обрабатывали сенсорную информацию. В итоге между структурами возникли многочисленные связи, позволявшие им обмениваться информацией, строить из нее общую богатую и многоярусную картину окружающей среды и адаптироваться к ней самыми оптимальными способами.
Неимоверная сложность, которую обрела в процессе эволюции нервная система, достигла своей вершины в такой уникальной конструкции, как мозг человека. Благодаря своей совершенной неврологической архитектуре мозг дает человеку мультисенсорную и многомерную картину окружающего мира. Это позволяет ему также пользоваться широким спектром сложных поведенческих реакций в ответ на опасности и возможности этого мира.
Человек не мог бы быть человеком, если бы его мозг не обладал способностью генерировать богатую деталями, реальную и понятную картину мира
Люди обладают способностью предвидеть развитие плохих или благоприятных ситуаций, представлять себе разные альтернативные варианты и потенциальные последствия, даже самые сложные, а также планировать пути к достижению оптимальных результатов. Благодаря человеческому мозгу, который велик по объему и сложен, люди научились хранить пищу впрок, выращивать злаки и рыть колодцы. Для повышения своих шансов на выживание они объединялись в племена и кланы, чтобы общаться, вместе охотиться, делиться запасами и успешно защищаться от опасности. По мере развития сообществ люди учились все совершеннее управлять своей средой, создавая для этого города, государства, правительства, религии, культуру, технологии и, наконец, науку.
Говоря о функциях мозга, которые позволили людям всего этого достичь, употребляют самые разные слова, такие как творчество, талант, понимание или вдохновение. Но человек не мог бы быть человеком, если бы его мозг не обладал способностью генерировать богатую деталями, реальную и понятную картину мира.
Средний вес мозга человека составляет 1,6 килограммов. По размеру он примерно соответствует большой головке цветной капусты, а по цвету и консистенции напоминает большой шар крайне прочного тофу. Маленькими связками мозг прикреплен к стенке черепа, а тонкий слой жидкости между костями черепа и внешней бороздчатой поверхностью мозга служит защитной подушкой. Эти особые извилины представляют собой различные отдельные структуры, составляющие вместе целостную архитектуру мозга. Каждая такая структура исполняет узкоспециальные функции, но одновременно тесно сотрудничает с другими частями мозга как целого. Такое сложное и утонченное взаимодействие частей позволяет мозгу направлять и интерпретировать информацию, поступающую к нему по нервным волокнам мощным потоком, и реагировать на нее должным образом.
Есть два принципиальных способа, позволяющих нам судить о том, какую именно функцию выполняет определенная структура мозга. Во-первых, это изучение случаев повреждений мозга любой природы, чаще всего из-за опухолей, травм или инсультов. Исследуя, какие функции выпадают при повреждении конкретного участка мозга, ученые, например, открыли, что при поражении затылочной доли ухудшается зрение, а повреждение височной доли может повлиять на речь.
Определить функции разных участков мозга можно и другим способом – с помощью изучения мозга человека, выполняющего особые задачи, методами визуализации. Этот подход называют изучением активности мозга. Методы визуализации позволяют установить, какие участки мозга активизируются при определенном поведении испытуемых.
Мы не можем подробно разобрать анатомическое строение мозга: это не соответствует нашим целям и не позволяет сделать объем книги. Однако, если мы хотим понять, как духовность связана с мозгом, нам важно иметь представление о его основных функциях. При этом мы сосредоточим внимание на тех структурах мозга, которые, как мы считаем, имеют самое непосредственное отношение к феномену духовных переживаний. Одни из этих структур участвуют в генерации некоторых эмоциональных и нейробиологических состояний, и мы рассмотрим эти структуры в следующей главе. В данной же главе мы поговорим о коре головного мозга, в которой, как считается, и следует искать местоположение природы человека. Кора мозга выполняет большую часть наивысших когнитивных функций, а ее различные центры для обработки информации, или ассоциативные зоны, собирают потоки нервных импульсов в единую осмысленную картину, которая позволяет мозгу воспринимать окружающий мир.
При рассмотрении каждой темы мы старались использовать такие понятия и модели, которые доступны рядовому читателю. Часто это не те термины, которые приняты в нейробиологии. Кроме того, мы здесь опирались отчасти на эмпирические факты, а отчасти – на гипотезы. Мы старались не смешивать первые со вторыми. Тем не менее все наши рассуждения, независимо от этого, основаны на результатах проведенных научных исследований. Заинтересованный читатель найдет ссылки на дополнительную информацию в списке литературы в конце книги.
Что делает нас людьми: кора головного мозга
Человеческий мозг – это прежде всего знакомые нам извилины коры, которая выполняет все высшие когнитивные функции. Большую часть коры головного мозга называют неокортекс, потому что эта часть мозга появилась в процессе эволюции в последнюю очередь. Именно развитие этой «новой коры» сделало наш мозг чрезвычайно развитым, поэтому мы радикально отличаемся от всех других животных и способны создавать языки, произведения искусства, мифы и культуру.
Рис. 2.1: Мозг, вид сбоку (передняя часть мозга находится от нас слева).
Кора головного мозга связана с телом посредством более примитивных подкорковых структур, которые управляют работой базовых систем жизнедеятельности, гормональной активностью и примитивными эмоциями. Подкорковые структуры связывают кору с мозговым стволом, который, в свою очередь, связывает головной мозг со спинным и с биологическими процессами тела (см. рис. 2.1)[21]. Таким образом, кора головного мозга представляет собой наиважнейший центр сенсорного и моторного контроля. Именно здесь мозг соединяется с телом, чтобы создать образ нас самих и окружающего мира.
Кора головного мозга делится на левое и правое полушария, а в каждом полушарии также выделяют по четыре важнейших зоны, называемых долями (см. рис. 2.1 и 2.2). Височная доля, находящаяся на боковой поверхности полушария, связана с языком и концептуальным мышлением; затылочная доля, расположенная сзади, ассоциируется со зрением; теменная доля, венчающая мозг, обеспечивает сенсорное восприятие, зрительно-пространственные функции и ориентацию тела; лобная доля на передней части мозга управляет вниманием и инициирует мышечную деятельность.
Рис. 2.2: Мозг, вид сверху (передняя часть мозга находится от нас слева).
Две полусферы головного мозга более или менее симметричны и по виду, и в какой-то мере по функциям. Например, левая полусфера получает и обрабатывает сенсорную информацию от правой половины тела и управляет моторикой этой стороны, тогда как правая полусфера исполняет те же функции относительно левой половины тела. В обеих полусферах также есть центры для обработки речи, которые при их согласованной работе сообщают нам способность эффективно выражать свои мысли словами.
Однако в то же время в работе правого и левого полушарий головного мозга есть важные отличия. Принято думать, что левое полушарие в большей мере склонно к аналитике и представляет собой центр вербальной коммуникации и математических способностей