От Дзена до Нейрона: как улучшить свою жизнь, используя нейронауки Запада и мудрость Востока - Александр Демкин

физические упражнения влияют на мозг, является повышение уровня мозговых нейротрофических факторов, таких как BDNF (фактор нейротрофического роста мозга). Эти белки способствуют росту и выживанию нейронов, а также поддерживают синаптическую пластичность, которая играет центральную роль в обучении и памяти. Увеличение уровня BDNF в ответ на физическую активность помогает улучшить когнитивные функции и способствует нейрогенезу – процессу формирования новых нейронов (точнее, созреванию из нейробластов, но об этом разговор будет отдельный), и что важнее – процессу возникновения нейрональных связей. Я много о них рассказываю, но иначе нельзя: в мозге связи между клетками важнее самих клеток. Этим он и отличается от всех остальных органов. Вот посмотрите, как связь между нейронами видит нейросеть, – это очень похоже на реальность, прямо как под микроскопом (рис. 4).

Здесь я хочу сделать лирическое отступление и погрузиться в увлекательный мир фундаментальной науки за первые 2 курса медицинского института.

Возьмём, к примеру, печень. Она состоит из клеток, которые называются гепатоциты. И каждый гепатоцит – это печень в миниатюре, каждая клетка плюс-минус умеет всё то, что умеет и орган целиком. В лёгких – альвеолы. Это не клетки, но тоже элементарные структурные единицы, которые умеют всё, что умеет целое лёгкое. Кости – их клетки остеоциты, та же история. Кожа, кишечник, мышцы – что ни возьми в нашем организме, везде есть внятные элементарные единицы, которые по отдельности представляют из себя «модель органа», а целый орган – это просто сумма единиц.

РИС. 4.

Но с мозгом совсем другая пьянка. Каждый нейрон не умеет НИЧЕГО. Вообще. Он может или посылать сигнал соседнему нейрону, или не посылать. Всё. Соответственно, чтобы объяснить наличие у нас, скажем, морали, нужно придумать и доказать какую-то такую модель, которая могла бы объяснить сначала способность мозга регулировать витальные функции: дыхание, давление крови, слюноотделение и т. д., потом – рефлексы, сознание, инстинкты, характер, логику… Ну, вы поняли, список бесконечный. А структурные единицы ничего не могут: или сигналят, или не сигналят – проблема. Как тут можно что-то объяснить? Над этой загадкой билось не одно поколение нейрофизиологов, и в последние три десятилетия, наконец-то, нашлось окошко в этой глухой стене.

Сначала появилась идея о том, что каждые три нейрона могут работать, регулируя самих себя, то есть тормозиться и возбуждаться автономно. Теория эта не выдержала лабораторных испытаний и ушла в прошлое, но идея о том, что мозг в целом – это больше, чем простая сумма нейронов, и на каком-то уровне количество перейдёт в качество, продолжала жить.

Потом была модель из пяти, потом почему-то из двадцати нейронов… В итоге, в конце 80-х сформировалась и доказала жизнеспособность модель из 7 нейронов, в которой каждый нейрон относится к отдельному виду (их в коре полушарий много – шесть упорядоченных слоёв разных клеток). При этом ключевым элементом является т. н. нейрон шанделир. Это название французской люстры, которую вы все видели: от центрального стержня, изгибаясь кверху, отходят рожки с лампочками. Так вот, эти нейроны внешне похожи на французскую люстру: от тела клетки отходят изгибом аксоны.

Особенность этого нейрона в том, что он может сам себя стимулировать и ингибировать: он как бы регулятор всей цепочки из шести оставшихся клеток, и когда их помещают вместе и дают образовать связи, то эта система может отвечать на внешние раздражители (например, добавление соли в питательный раствор или электростимуляцию). Причём не просто бинарно, как «да» или «нет», а ещё и с разной интенсивностью, то есть у такой системы есть реакция типа: «Может быть, но я не обещаю». В этой модели участвует ещё один очень необычный нейрон, т. н. «корзинчатая клетка» (basket cell), но о ней позже. Это, конечно, очень далеко от сознания, но уже тянет на элементарную структурную единицу, ведь если будем рассматривать себя как организм, реагирующий на внешние раздражители, то мы именно это и делаем: или реагируем, или не реагируем; или возбуждаемся, или тормозимся. Да, мы делаем это сложно и порой непредсказуемо, но делаем.

К чему это я веду? Мы более или менее представляем, из каких единиц собран наш мозг. Конечно, кроме семинейронной модели есть ещё куча всего вокруг, но для базового понимания её достаточно. А теперь внимание, барабанная дробь! Это всё ничего не стоит, пока нейроны не наладят связь друг с другом. Они должны протянуть свои аксоны и дендриты соседям, согласиться вступить в переговоры и найти общий язык. Только после этого дело пойдёт! И вот этот процесс поиска друг друга на просторах нервной системы оставался загадкой до самого последнего времени. Если вам больше 15-ти лет, то вы родились в мире, который не знал, как нейроны реализуют нейронавигацию.

Сегодня мы знаем, что на концах и аксонов, и дендритов есть куча разных белков – крупных органических молекул, встроенных в мембрану клетки. Среди этих белков есть и белки навигации, – их уже много наоткрывали, самые хорошо изученные – это нейрины, семафорины и релин. Работает это примерно так: релин поддерживает клетку «надутой», не даёт ей схлопнуться, и одновременно он прокладывает путь для неё, чтобы молодой незрелый нейробласт двигался у зародыша в мозге в нужную сторону и приходил в конечном итоге на своё уникальное место в сером веществе коры. Нейрины занимаются поиском партнёров: ощупывают такие же белки соседних нейронов и приглашают их вступить в связь, а семафорины, как ревнивая свекровь, отталкивают неподходящие отростки соседей, как бы говоря: «Не для неё я свой дендрит растила». В итоге сама клетка мигрирует в нужное место в коре, фиксируется там глиальной клеткой (помните про ГЭБ, те самые глиоциты), и начинает своими белками ощупывать соседей и формировать связи, чтобы со временем создать ту самую глобальную сеть мозга коннектом. В нём работает уже не семинейронная модель, а многомиллиардная сеть с триллионами связей, пересечений, взаимовлияний и т. д., превращаясь, по сути, в одну гигантскую функциональную единицу под названием «Я». Попозже ещё поговорим о разных видах нейронов. Их очень много, и попадаются довольно интересные.

Лирическое отступление пока закончили – теперь от фундаментальной науки к практике.

Регулярные физические упражнения так же влияют на структуру мозга, как и умственная работа. Исследования показали, что аэробные тренировки, такие как бег, плавание или велосипедные прогулки, могут привести к увеличению объёма серого вещества в областях, связанных с памятью и обучением, таких как гиппокамп (тот самый, из прошлой главы). Кроме того, физическая активность