Каждый Хэллоуин я делаю из желатина модель мозга в натуральную величину. Я наливаю кипяток в желатин с запахом персика, добавляю сгущенное молоко, чтобы сделать смесь непрозрачной, и немного зеленого пищевого красителя, чтобы мозг получился серым. Этот мозг – реквизит для проработанного дома с привидениями, который моя семья и лаборатория спроектировали и запускают с 2004 года в качестве благотворительной акции. Посетители, которых ведут через дом с привидениями, всегда восклицают (когда снова могут нормально говорить), как реалистично выглядит мозг, – и это интересно, поскольку настоящий мозг совершенно не похож на равномерный пузырь из желатина. Это сложная сеть, состоящая из миллиардов мозговых клеток, соединенных воедино для передачи информации по различным направлениям[1].

Чтобы понять большую часть этой книги, вам нужны некоторые базовые сведения о человеческом мозге. Самым важным видом клеток для нашего обсуждения является нейрон . Нейроны могут быть разными, но в целом каждый состоит из тела, нескольких похожих на отростки структур сверху, называемых дендритами, и одной похожей на корень структуры внизу, называемой аксоном, на конце которого расположены терминали, как изображено на рис. A.1.

Рис. A.1. Нейроны могут быть разной формы, но у каждого есть тело, один длинный аксон и дендриты.

Терминали аксона одного нейрона примыкают к дендритам других нейронов – обычно их тысячи, – образуя соединения, называемые синапсами. Нейрон возбуждает, отправляя электрический сигнал по аксону к терминалям, которые выделяют химические вещества, называемые нейромедиаторами, в синапсы, где их улавливают рецепторы дендритов других нейронов. Эти нейромедиаторы возбуждают или замедляют каждый нейрон на другом конце синапса, меняя их уровень возбуждения[2]. При таком процессе один отдельный нейрон влияет на тысячи других, а тысячи нейронов могут влиять на один, и все происходит одновременно. Это мозг в действии[3].

На более макроскопическом уровне человеческий мозг можно более‑менее разделить на три основные части – на основании того, как расположены нейроны[4]. Кора – это пласт нейронов, расположенных слоями в количестве от четырех до шести (рис. A.2), которые соединены в цепи и сети. Поперечное сечение этого пласта показывает, что нейроны организованы в колонки; нейроны в рамках одной колонки в коре формируют синапсы друг с другом и с другими нейронами в других колонках[5]. Кора располагается вокруг субкортикальных зон , которые, в отличие от слоистой коры, организованы как скопления нейронов, как изображено на рис. A.3. Вечно популярное миндалевидное тело, например, является субкортикальной зоной[6]. Третья часть мозга, мозжечок , находится в нижней задней части мозга. Мозжечок важен для координации физических движений и обеспечивает доступность этой информации для остальных частей мозга[7]. Ученые должны выделять различные совокупности нейронов, то есть «зоны мозга», поэтому они разработали определенную терминологию для этой цели[8]. Кора, постоянно появляющаяся в этой книге, делится на отдельные зоны, называемые долями, которые похожи на континенты в мозге (рис. A.4).

Рис. A.2. Поперечное сечение шестислойной коры

Рис. A.3. Три основные части мозга

Рис. A.4. Доли в коре головного мозга

Для ориентации в мозге ученые используют не направления, как при пользовании компасом, вроде востока или северо‑запада, а выражения типа «дорсальный фронтальный» (верхний передний) или «медиальный» (срединный). Рис. A.5 показывает различные «дорожные знаки» для ориентации. Ваш головной мозг – это часть вашей центральной нервной системы (куда входят головной и спинной мозг), которую отличают от периферической нервной системы (часть нервной системы вне пределов головного и спинного мозга). Обычно они рассматриваются как две отдельные системы. Ваш спинной мозг переносит информацию между вашим телом и вашим мозгом.

Рис. A.5. Дорожные знаки для мозга. Фронтальный = расположенный спереди; задний = расположенный сзади; дорсальный = расположенный сверху; вентральный = расположенный снизу[9]; медиальный = расположенный у срединной плоскости; латеральный = боковой, расположенный в стороне от срединной плоскости

Ваша вегетативная нервная система – единственный путь, которым ваш мозг может регулировать внутреннюю среду вашего тела. Она доставляет команды мозга к внутренним органам тела и посылает сигналы от внутренних органов обратно к мозгу. Этот процесс управляет частотой сердечных сокращений, частотой дыхания, потоотделением, пищеварением, голодом, расширением зрачков, сексуальным возбуждением и множеством других телесных функций. Вегетативная нервная система отвечает за реакцию «бей – беги», которая говорит телу, как потратить ресурсы, а также за процедуру «отдыхай – переваривай», которая возмещает эти ресурсы. Вегетативная нервная система также помогает контролировать ваш обмен веществ, водный баланс, температуру, уровень соли, работу сердца и легких, воспаление и другие ресурсы во всех системах тела, словно бюджет. Соматическая нервная система дает мозгу доступ к мышцам, суставам и сухожилиям[10].

[1] …с 2004 года в качестве благотворительной акции. – Fright Night 2012.

[2] У читателя может сложиться обманчивое впечатление, будто бы медиатор каким‑то образом попадает в нейрон. На самом деле это не так. А изменения в его активности связаны с тем, как трансформируется рецептор в результате соединения с медиатором и как это изменит свойства оболочки клетки. Прим. науч. ред.

[3] …меняя их уровень возбуждения. – Marder 2012. Глиальные клетки делают передачу более или менее эффективной (Ji et al. 2013; Salter and Beggs 2014); смотрите heam.info/glial‑2.

[4] Люди подразделяют мозг многими различными способами – в зависимости от потребностей. Деление может быть пространственным (сверху вниз, передние и задние части, внешние и внутренние части), анатомическим (по долям, по зонам, по сетям), химическим (по нейромедиаторам), функциональным (по задачам, которые выполняют части мозга) и так далее. Поскольку для истории эмоций важно деление между корой и субкортикальными (подкорковыми) зонами, я буду говорить о мозге в этих упрощенных терминах.

[5] …которые соединены в цепи и сети. – Переходная зона между корой и субкортикальными зонами называется аллокортекс, он может быть в диапазоне от едва видимых колонн до трех слоев (Zilles et al. 2015).

[6] …организованы как скопления нейронов… – Слово «кортикальный» означает «находящийся в коре», поэтому «субкортикальный» означает «находящийся ниже коры».

[7] …важен для координации физических движений. – Основная роль мозжечка – предвидеть, как движения тела во времени и пространстве будут влиять на предсказания и выполнение шаблонов, идущих в коре (Pisotta and Molinari 2014; Shadmehr et al. 2010).

[8] Различные специалисты делят мозг разными способами и используют разные термины – в соответствии с их целями и предпочтениями. Я выбрала наиболее традиционные разделения.

[9] С дорсальным и вентральным в случае с главным мозгом вышла путаница., так как дорсальный – тот, что ближе к хребту (dorsum – лат.), а вентральный – к животу (ventrum – лат.). Обычно это является синонимами «задний» и «передний» соответственно. Прим. науч. ред.

[10] …которая возмещает эти ресурсы. – У автономной нервной системы есть три ветви. Симпатическая нервная система (иногда называемая системой «бей – беги») говорит телу, как тратить его энергетические ресурсы. Она посылает информацию к потовым железам в вашей коже, к гладким мышцам, которые окружают ваши кровеносные сосуды, к вашим внутренним органам, к мышцам, которые расширяют ваши зрачки, к частям тела, которые создают иммунные клетки, и так далее. Парасимпатическая нервная система (также известная под названием «отдыхай – переваривай») говорит телу о возмещении энергетических ресурсов. Она приказывает зрачковым мышцам сократиться, вашему телу – выделить слюну и инсулин, а также управляет прочими функциями, связанными с перевариванием пищи, частично сообщаясь с третьей ветвью, называемой энтеральной нервной системой. Смотрите heam.info/nervous‑1.