Там, где рождается индивидуальность. Как мозг создает уникальность каждого человека - Шантель Прат

он координирует время отправки сообщений. Чтобы лучше понять, как это устроено, подумайте о том, насколько различаются звуки веселой вечеринки и звуки хора. Когда вы приходите на вечеринку, какофония десятков голосов, участвующих в разных разговорах, бьет по барабанным перепонкам, и разобраться в ней невозможно. Настроиться на какую-то одну беседу при таком оглушительным фоне – задача, мягко говоря, трудная. Теперь сравните это с голосами в хоре: сливаясь, они порождают звучание, которое гораздо легче выслушать и понять даже на фоне шума, исходящего от публики.

Обмен сигналами в мозге устроен приблизительно так же. Если два сообщения доставляются одновременно, принимающий нейрон услышит их и, соответственно, попадет под их влияние с большей вероятностью, чем в случае, если они попадут к нему несинхронно. Как выяснилось, ваш мозг, как и многое в природе, – мощный генератор ритмов[236]. Отдельные нейроны не посылают непрерывные сигналы[237], а проходят циклы из фаз «шепота» и «молчания» на разных частотах. Принимающие нейроны тоже можно настроить на конкретную частоту – совсем как вы, выбирая радиостанцию на приемнике в машине, слышите только те волны, которые передаются по воздуху на конкретной частоте. И хотя человеческий мозг в принципе задействует частоты, работающие в диапазоне от меньше одного до больше ста сигналов в секунду, у каждого мозга своя склонность вести коммуникацию в более низких или более высоких диапазонах частот.

Устройство этого оркестра нейронной коммуникации мы изучаем в лаборатории уже довольно давно и применяем для этого те же шапочки с электродами, которые я тренировалась надевать на Жасмин 25 лет назад[238]. Однако, в отличие от экспериментов, о которых мы с вами говорили раньше, где измерялись изменения в электрической активности мозга в связи с какой-то задачей, мы исследуем электрическую активность мозга в отсутствие любых задач. Мои испытуемые получают простое (хотя не самое легковыполнимое) указание – закрыть глаза и расслабиться, но не спать. При этом они могут думать о чем угодно (как я в автобусе). В это время мы и записываем в течение 5–10 минут все всплески и спады электрической активности, создаваемые мозгом, которому не задали никакого направления мыслей.

Затем, чтобы понять, как устроена оркестровка мозга каждого испытуемого, мы математически раскладываем изменения электрической активности на коже головы по разным полосам частот. Все равно что слушать хор, поющий в вашем мозге, и подсчитывать, сколько в нем сопрано, меццо-сопрано, теноров и басов. Есть несколько способов анализировать данные ЭЭГ таким образом, но результаты всегда одинаковы: мы получаем оценку, насколько активность, записанная на том или ином участке кожи головы, исходит от нейронов, чья коммуникация синхронизирована в конкретном диапазоне частот. Для примера покажу, как это выглядит на основании данных, которые записали при исследовании моих рассеянных мыслей и затем разложили по частотам от 2 до 40 Гц, то есть колебаний в секунду.

Высота линии на графике показывает, какая доля коммуникации в моем мозге, по оценкам, проходит на конкретной частоте. Чем выше линия, тем больше доля коммуникации на этой частоте. Как видите, эта доля сначала растет, потом снижается при движении по графику слева (где отражены минимальные частоты) направо (к максимальным частотам), а на частоте около 12 Гц наблюдается острый пик. Этот пик, отмеченный ромбиком, – канал, который предпочитает мой мозг, когда он хочет отпустить мысли на волю. Высота этого пика показывает, что в моем мозге гораздо больше нейронов, которые посылают примерно по 12 сообщений в секунду, чем, скажем, нейронов, которые посылают по 10 или 15 сообщений в секунду. В этой главе мы еще обсудим, что это означает. Для понимания устройства вашего мозга главное, что эти параметры оркестровки мозга в отсутствие задач – своего рода нейронные отпечатки пальцев. У каждого из нас они относительно постоянны, но у разных людей сильно различаются. Однако, поскольку мы не можем (пока не можем) прислать вам шапочку с электродами прямо домой, нам придется полагаться на свои знания о том, как эти частотные отпечатки соотносятся с тем, как мозг выполняет разные операции.

Но прежде должна признаться, что сильно синхронизированный мозг – это не всегда хорошо (хотя это признание дается мне нелегко). Яркий пример – эпилептический припадок, который возникает, когда ритмичная активность нейронов на одном участке мозга запускает каскад безудержной электрической бури, которая охватывает весь мозг. Вообще-то просто удивительно, что это происходит так редко, поскольку каждый нейрон в вашем мозге может связаться с любым другим нейроном плюс-минус через шесть прямых связей (согласно тем же принципам, что и теория социальных связей[239], которая позволяет нам проследить цепочку знакомств кого угодно с кем угодно максимум через шесть рукопожатий)[240]. Чтобы помешать одной компании нейронов-сплетников устроить в вашем мозге массовую истерию, им надо помешать распространять активность – и это нередко не менее важно, чем достижение синхронизации.

Чтобы показать, как это важно в здоровом мозге, расскажу еще об одном эксперименте над собственным мозгом, который можно проделать и дома. Сядьте и начните крутить стопой доминирующей ноги так, чтобы пальцы описывали круг по часовой стрелке. Потом, продолжая крутить стопой, рукой с той же стороны напишите в небе или на воображаемой доске большую цифру 6 (как будто пишете ответ на вопрос «Сколько в среднем прямых связей между двумя нейронами в мозге?»).

Что получилось?

У большинства из нас траектория руки мешает движению ноги и заставляет ее вращаться в противоположную сторону.

Теперь повторите эксперимент. На этот раз вращайте стопой против часовой стрелки. Затем напишите рукой цифру 6. Что произошло на этот раз?

Большинству из вас такая задача покажется несколько более простой. И я готова спорить, что рука и нога у вас будут синхронно описывать круг, завершающий шестерку[241]. Этот эксперимент – пример того, что бывает, когда послание вашего мозга, которое координирует движение руки, мешает посланию, которое получают участки, контролирующие движение ноги.

Чтобы такая путаница не возникала постоянно, мозг применяет другой инструмент для синхронизации взаимодействия между нейронами, особенно между теми их группами, которые физически далеко друг от друга. Для этого он применяет «связки» из длинных нейронов, которые служат «супер-кабелями» для передачи информации и создают мосты между отдаленными областями мозга. Эти «кабели» – белое вещество – названы так, поскольку покрыты миелином[242], богатым жирами изолирующим слоем[243], который ускоряет процесс передачи сигналов и снижает вероятность, что информация потеряется по пути. Сигналы, передаваемые по таким изолированным нейронам, достигают скорости свыше 400 км/ч, что позволяет им перемещаться через