Мозг и его потребности. От питания до признания
Вячеслав Альбертович Дубынин
Написать книгу, посвященную нейробиологии поведения, профессора Дубынина побудил успех его курса лекций «Мозг и потребности».
Биологические потребности – основа основ нашей психической деятельности. Постоянно сменяя друг друга, они подталкивают человека совершать те или иные поступки, ставить цели и достигать их. Мотиваторы как сиюминутных, так и долгосрочных планов каждого из нас, биологические потребности движут экономику, науку, искусство и в конечном счете историю.
Раскрывая темы книги: голод и любопытство, страх и агрессия, любовь и забота о потомстве, стремление лидировать, свобода, радость движений, – автор ставит своей целью приблизить читателя к пониманию собственного мозга и организма, рассказывает, как стать умелым пользователем заложенных в нас природой механизмов и программ нервной системы, чтобы проявить и реализовать личную одаренность.
Вы узнаете:
• Про витальные, зоосоциальные и потребности саморазвития человека.
• Что новая информация для нашего мозга – это отдельный источник положительных эмоций.
• Как маркетологи, политики и религиозные деятели манипулируют нами с помощью страха. Поймете, как расшифровывать такие подсознательные воздействия.
Вячеслав Дубынин
Мозг и его потребности. От питания до признания
Издательство благодарит Культурно-просветительский центр «Архэ» за помощь в подготовке издания
Научный редактор Ольга Сварник, канд. психол. наук
Редактор Елена Павликова
Издатель П. Подкосов
Руководитель проекта А. Шувалова
Художественное оформление и макет Ю. Буга
Корректоры И. Астапкина, Е. Сметанникова
Компьютерная верстка М. Поташкин
Иллюстрация на обложке Shutterstock.com (https://www.shutterstock.com/)
© Дубынин В., 2020
© ООО «Альпина нон-фикшн», 2021
Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.
Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.
?
Предисловие
Добрый день, дорогие читатели, спасибо, что открыли эту книгу.
Данный факт сам по себе уже означает, что труд автора не пропал даром и созданный им текст вызвал как минимум любопытство.
Кстати, по ходу повествования тема любопытства станет одной из главных, ей будет посвящен особый раздел. Ведь стремление удивляться, узнавать новое – важнейшая врожденная программа, вложенная эволюцией в наш мозг – наряду с голодом и жаждой, страхом и агрессией, стремлением к размножению, заботе о потомстве, свободе и еще примерно десятком групп «биологических потребностей». Эти группы мы и будем последовательно, глава за главой, рассматривать.
Почему именно потребности? Мое глубокое убеждение состоит в том, что данная сфера работы нервной системы – основа основ психической деятельности. Потребности, постоянно сменяя друг друга, создают тот источник энергии, который подталкивает сначала ребенка, а потом и взрослого совершать что-то, шевелить руками, ногами и «извилинами» для достижения определенной цели. Параллельно возникают эмоции, обусловленные успехом либо неудачей поведения. И на фоне этих эмоций наш мозг учится, запоминая эффективные пути к удовлетворению потребностей.
Биологические потребности – основа как сиюминутных, так и долгосрочных планов каждого из нас, двигатель истории, науки, искусства. Они – фундамент экономики человечества: люди продают и покупают еду, безопасность, новизну, стремление быть лучше других, понравиться партнеру.
Группы безусловных рефлексов, о которых в начале ХХ века писал Иван Петрович Павлов[[1 - Иван Петрович Павлов (1849–1936) – русский и советский ученый, физиолог, создатель науки о высшей нервной деятельности, физиологической школы; лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1904 г.) «за работу по физиологии пищеварения». – Здесь и далее прим. ред.] ], и то, что в психологии относят к области «бессознательного», – все это в значительной степени пересекается со сферой биологических потребностей. Каждому человеку необходимо знать хотя бы их базовый список: это позволит существовать более осознанно, четче видеть те физиологические «ловушки», которые древняя природа Homo sapiens разбросала по полю нашей жизни. И еще очень важно почувствовать, какие потребности именно для вас конкретно наиболее значимы – ведь как раз они и будут создавать тот «драйв», который позволяет достичь высот в избранной профессии, проявить и раскрыть личную одаренность.
Автор данной книги – физиолог и нейробиолог; не психолог, не медик. В связи с этим текст, который читатель держит в руках, посвящен изложению, прежде всего, общих принципов работы мозга и организации поведения. Его не следует рассматривать с точки зрения рекомендаций вести себя так или иначе в определенных жизненных ситуациях; не стоит искать описания и диагностику определенных расстройств и заболеваний, и уж тем более он не подразумевает доминирующее значение биологического в конкретном поведении конкретного человека. На то нам и даны способности мышления и сознания, чтобы сказать «нет» поведенческим программам, генерируемым чрезмерно активными по той или иной причине центрами биологических потребностей.
Мое первое серьезное знакомство с нейробиологией потребностей, мотиваций, эмоций произошло в начале 1980-х годов, когда нам, студентам кафедры высшей нервной деятельности биологического факультета МГУ, читал курс лекций академик АН СССР Павел Васильевич Симонов[[2 - Павел Васильевич Симонов (1926–2002) – советский и российский физиолог и психофизиолог, создатель информационной теории эмоций; предложил классификацию биологических потребностей.] ]. Выдающийся ученый, мыслитель, создатель собственной научной школы, он предложил классификацию потребностей, которая актуальна и сейчас и на которую во многом опирается данная книга. А еще через десять лет я стал сотрудником кафедры физиологии человека и животных биофака МГУ. Ею на тот момент заведовал академик РАМН Игорь Петрович Ашмарин[[3 - Игорь Петрович Ашмарин (1925–2007) – советский и российский биохимик, физиолог, молекулярный биолог, вирусолог, заслуженный профессор МГУ (1995 г.).] ]. Именно он привлек меня к изучению медиаторных основ потребностей, и ему я обязан интересом к поиску фармакологических «рычагов», способных влиять на соответствующие мозговые центры.
Параллельно с научной работой я как преподаватель МГУ (и не только МГУ) читаю многочисленные лекции, посвященные принципам деятельности мозга. В какой-то момент, а если точнее, осенью 2015 года темы, относящиеся к нейробиологии потребностей, удалось выделить в компактный, состоящий из 12 лекций курс. Именно этот курс и лег в основу предлагаемой вашему вниманию книги. Инициатором процесса выступило издательство «Альпина нон-фикшн» и его генеральный директор Павел Подкосов. Несколько месяцев я регулярно получал от них письма об актуальности и востребованности соответствующего научно-популярного опуса. В итоге мы достигли соглашения, и началась работа над книгой. Ситуацию облегчало то, что курс изначально был задуман как «несложный» – читаемый для студентов любых факультетов МГУ, пожелавших на него записаться. В рамках современных образовательных программ это называется «курс по выбору».
Очень важный вклад на начальной стадии процесса внесла сотрудница культурно-образовательной платформы «Архэ» Любовь Паршина, которая превратила аудиозаписи лекций в текст, набранный на компьютере и синхронизированный с иллюстрациями. Люба, огромное спасибо и всяческих удач!
Затем начались мои личные мучения. Я, конечно, прекрасно знал, что разговорный русский отличается от книжного, за последние годы отредактировав немало собственных интервью. Но интервью маленькие, а тут 12 глав суммарным объемом примерно в 500 страниц. И каждая страница – это час-два, а то и больше редактуры, правки, проверки ссылок на научные статьи. Так что в этом месте я выражаю огромную признательность родным и близким, которые терпели мое просиживание за компьютером ночами, в выходные, во время коротких отпусков.
Когда же текст был вчерне готов, в дело вступила Елена Павликова, опытнейший редактор и нейробиолог по образованию, выпускница СПбГУ, мой давний друг. Она серьезно поработала не только с языком, но и структурой книги, свежим взглядом обозрев то, что мне порой казалось банальным (а нужно бы пояснить!), доступным для понимания без дополнительных комментариев (а нужно бы расшифровать!), относящимся к тексту той или иной главы («Давай уберем этот абзац, оставим его для следующей книги, здесь данная тема нарушает логику повествования»). Лена, миллион спасибо, прекрасно, что ты согласилась участвовать в этом проекте.
Наконец, бесценен вклад научного редактора книги Ольги Сварник. Сама будучи известным и активно работающим ученым, преподавателем, популяризатором, она нашла время и силы для анализа и критики моего стиля изложения, подбора и интерпретации фактов, а порой – избыточно смелых обобщений. Критики доброжелательной и конструктивной, несмотря на некоторые концептуальные расхождения в понимании принципов функционирования мозга. Ольга, те две сотни замечаний, которые были Вами сделаны, – это важнейший «взгляд со стороны» специалиста и коллеги, и Ваше итоговое одобрение данного научно-популярного творения для меня чрезвычайно значимо. Что же получилось в результате? Двенадцать лекций курса в измененном (порой расширенном, порой сокращенном) виде превратились в 12 глав книги. Первая из них носит вводный характер, и, если вы уже что-то знаете о принципах строения и функционирования мозга, ее можно пролистать «по диагонали». Затем идут 10 глав, посвященных конкретным потребностям. Все начинается с относительно простой, но очень актуальной истории о центрах голода. Затем – любопытство и страх, половое и родительское поведение. Особая глава посвящена подражанию – зеркальному принципу работы нейросетей. Во второй половине книги рассматриваются агрессия, стремление лидировать, быть свободным, двигаться и др. Довольно подробно разбирается вегетативная сфера – способность нервной системы управлять внутренними органами (часто в обход сознания, но на благо нашему здоровью). Последняя глава носит обобщающий характер. В частности, в ней суммируется и систематизируется рассеянная по всему тексту информация об участии в генерации потребностей и эмоций конкретных молекул-нейромедиаторов – дофамина, опиоидных пептидов, норадреналина и др., а также похожих на них соединений, нередко обладающих наркотикоподобными свойствами.
Желаю приятного чтения и не могу не отметить, что предлагаемый текст – только приоткрытая дверь в мир нейронаук и нейробиологии, в сферу знакомства, сотрудничества и дружбы с собственным организмом. Он у каждого из нас один-единственный, и сознание, личность человека, по сути, программа-пользователь, установленная на «железо» нервной системы. Давайте же будем квалифицированными пользователями, знающими сильные и слабые свойства собственного уникального мозга, и пусть это сделает нашу жизнь более долгой, эффективной и счастливой.
Искренне ваш,
Вячеслав Дубынин
Глава 1. Общие принципы строения и работы мозга. Классификация потребностей
На что похож наш мозг?
Мозг – очень сложно устроенный орган, и во все эпохи люди, понимая важность мозга и нервной системы в целом, пытались их с чем-то сравнить. Как правило, сравнение происходило с какими-то сложными, техническими наиболее передовыми объектами, которые человечество придумало на тот момент.
Например, Декарт в XVII веке сравнивал мозг со сложной механической и пневматической системой, где имеются различные рычаги, баллоны с газом и т. д. В XIX веке мозг пытались уподобить телефонной станции, потому что в нем есть структуры, похожие на провода, присутствует связь центра и периферии, а внутри ведутся постоянные «разговоры». Сейчас мы в основном сравниваем мозг с компьютером, это достаточно удобная аналогия, хотя и она не совсем точная и полная.
В первом приближении мозг с компьютером можно сопоставить на уровне глобальных функциональных блоков. Так, у нас в голове есть «центральный процессор» – высшие зоны коры больших полушарий, и в компьютере он тоже имеется. К высшим зонам относятся те области коры больших полушарий, которые занимаются мышлением, принятием решений. Для того чтобы центральный процессор работал, ему нужны дополнительные вычислительные устройства, которые находятся на входе и выходе, и мы обнаруживаем их как в компьютере, так и в мозге. Устройства ввода – клавиатура, микрофон, видеокамера – передают сигналы внутрь компьютера. А у человека это делают разнообразные сенсорные системы.
Или, например, блоки памяти. В компьютере присутствуют устройства, которые удерживают информацию на короткое либо длительное время, то есть память оперативная и та, что надежно сохраняется на винчестере. У нас тоже имеются кратковременная и долговременная память, хотя за них отвечают не столько разные отделы мозга, сколько различные процессы, происходящие на уровне отдельных нервных клеток.
Компьютерному блоку питания в нашем мозге соответствуют центры сна и бодрствования. И хотя блок питания не очень сложный, но, если он сломается, компьютер работать не будет. Человек же при повреждении этого очень небольшого по объему центра впадает в коматозное состояние.
Огромную роль в работе нашего мозга играют центры потребностей. В функционировании компьютера они не так явно себя обнаруживают. Хотя современные компьютеры все же умеют заявлять о своих «потребностях». Компьютер может сообщить нам тем или иным способом: «Кончается заряд аккумулятора, подключи меня к сети», или «Пришла почта, посмотри», или «Не пора ли обновить антивирусную программу?». Можно легко представить ситуацию, когда, услышав, как хозяин вошел в квартиру, ваш ноутбук включается и говорит: «Не хочешь ли поиграть?», или «Тут интересный фильм появился», или еще что-то. То есть активно себя ведет, навязывая хозяину те или иные реакции.
Кроме того, и в компьютере, и в мозге есть устройства вывода – блоки, направленные вовне. В компьютере это принтер или дисплей, а в нашем организме – мышцы и внутренние органы. Когда мозг что-то делает, в том числе ищет пути удовлетворения той или иной потребности, то, соответственно, мы шевелим руками и ногами. А наше сердце, кишечник, почки, легкие работают для того, чтобы все эти движения были обеспечены кислородом, глюкозой и прочим… Все это работает, чтобы мы жили долго и по возможности счастливо.
Если копнуть чуть глубже, мы видим, что компьютер состоит из микрочипов, а мозг – из нейронов и расположенных между ними вспомогательных (глиальных) клеток. Нейроны (нервные клетки) и микрочипы – это примерно один уровень организации. Нам важны нейроны, поэтому поговорим о них подробнее.
Нервная клетка (рис. 1.1, слева) – это ветвистое образование, у которого есть центральная часть, ее называют сомой; в соме находится ядро и различные органоиды. От центральной части отходят два типа отростков: дендриты и аксоны (дендро – «ветвь», аксо – «ось»). Дендриты – сильно ветвящиеся отростки, которых обычно несколько, они находятся на входе в нейрон и воспринимают информацию. Аксон у нейрона всегда один, он проводит сигналы к следующим клеткам. В итоге нейроны образуют цепи, или сети, по которым передается информация.
Рис. 1.1. Вверху слева: нейрон; вверху справа: синапс. Внизу: пример нейронной сети
Наша память, эмоции, то, что мы воспринимаем во внешней среде, то, что направляется к мышцам и внутренним органам, – все это имеет форму распространения электрических импульсов по нервным сетям.
Когда мы смотрим на первый уровень работы мозга, то видим, что мозг – это электрическая машина, и здесь сходство с компьютером совершенно потрясающее.
Всем известно, что в компьютере существует двоичная система, когда с помощью ступенек тока кодируется все, что компьютер делает. Оказывается, и в нашем мозге используется очень похожий принцип, только ступеньки не прямоугольные, как в компьютере, а скорее треугольные (еще точнее, схожие с половинкой синусоиды), они называются потенциалы действия и бегут по аксонам и дендритам. Эти импульсы кодируют чувства, сенсорные переживания, мысли, будущие движения. Ступеньки тока примерно одинаковы во всех отделах мозга, и важно только место, где они возникают. Если подключиться к правильному месту мозга и подавать подобные импульсы, можно вызывать у человека, например, эйфорию или зрительную иллюзию, или запустить определенное движение. Этим, собственно, и занимаются специалисты, которые протезируют пациентам конечности или органы чувств.
Если мы начнем сравнивать мозг с компьютером в деталях, то обнаружится весьма обидная ситуация: в вычислительной машине упомянутые ступеньки тока генерируются по несколько миллиардов за секунду (гигагерцы), а рабочая частота большинства нейронов нашего мозга составляет примерно 50–100 Гц. Получается, что в нервной системе по каждому аксону за единицу времени передается очень мало информации. Вдобавок происходит это чрезвычайно медленно. В компьютерах сигналы распространяются, как говорят нам физики, со скоростью, составляющей примерно половину от скорости света, а у нас максимальная скорость 100–120 м/с, это очень мало.
У такого большого существа, как человек, пока импульс от кожи пальца добежит до спинного мозга, переработается там и вернется обратно, появляется явная задержка во времени, и палец при этом может, например, вполне чувствительно пострадать. Если бы у нас по нервам информация шла со скоростью света, мы бы вообще не обжигались. Мы бы настолько быстро реагировали, что в тот момент, когда палец прикасался к горячей сковородке, рука бы сразу же отдергивалась. Но скорость 100 м/с дает задержку при проведении импульсов по руке порядка 20 м/с, и за это время палец повреждается – спасибо, что не сгорает дотла.
Эволюция честно пыталась создать максимально «быстрые» аксоны, но смогла только такие. И это тоже победа, так как скорость проведения импульсов по нервам у примитивных беспозвоночных не превышает 1 м/с.
Мозг как химическая конструкция
Если копнуть еще глубже, то мы увидим, что мозг – не только электрическая машина, но и химическая конструкция. В ней огромную роль играют так называемые синапсы – контакты между нервными клетками. Как правило, аксоны нейрона дотягиваются до следующей клетки.
Пока информация находится внутри нейрона, она передается в электрической форме в виде импульсов. Но когда приходит время переходить к следующей клетке, информация передается в химической форме в виде особых веществ – медиаторов, и это очень интересно.
Получается чередование: в нейроне – электричество, между нейронами – химия. Потом опять электричество и опять химия. Это чередование химической и электрической передачи – важный базовый принцип работы мозга.
Именно на химическом уровне нам гораздо легче влиять на работу и состояние нервной системы. Если мы знаем, какие вещества выделяются в синапсах (а наука это уже неплохо знает), мы можем вводить молекулы, похожие на них, или, например, мешающие им работать. Этим мы серьезно воздействуем на функции мозга: изменяем баланс между возбуждением и торможением, влияем на память, эмоции. Подавляющее большинство веществ, которые воздействуют на мозг: лекарства, яды или наркотические препараты, – похожи на химические соединения, выделяющиеся в синапсах. Соединения эти называются медиаторами, и они являются посредниками между клетками. Синапсы очень важны для работы мозга!
На рис. 1.1 справа крупно изображен синапс. Внутри окончания аксона находятся синаптические пузырьки – мембранные пузырьки, которые содержат медиатор. Логика работы синапса следующая: сначала по мембране нервной клетки пробегает электрический импульс, он называется потенциал действия; этот импульс запускает движение пузырьков с медиатором в сторону следующей клетки. Дальше пузырьки доходят до окончания аксонов, лопаются, медиатор попадает в узкую щель между аксоном и ближайшей клеткой (она называется синаптическая щель) и влияет на следующую клетку. Это влияние означает, что на мембране следующей клетки сидят особые белки, они выполняют функцию кнопок, а медиатор – это палец, который нажимает на эти кнопки. После того как медиатор нажал на эти белковые кнопки, следующая клетка может возбудиться, и тогда на ней возникнет импульс и побежит дальше. Это означает, что некий кусочек информации будет передаваться дальше.
Бывают и обратные ситуации, когда нажатие на «кнопку» тормозит следующую клетку, и такая клетка на некоторое время перестает передавать сигналы. Это тоже важно.
