Вячеслав Дубынин «Мозг и его потребности: от питания до признания»
Вы когда-нибудь задумывались, что человеческое тело — лишь своеобразный экзоскелет для мозга, обеспечивающий его питанием, каналами связи с внешним миром и возможностью с этим миром взаимодействовать? Мы буквально сидим внутри сложнейших биологических механизмов, которыми управляем сообразно своим желаниям и потребностям. Мы — те, кто написал и опубликовал этот текст, и те, кто его читает прямо сейчас. Кстати, почему и зачем?
Потому и затем, что это диктует целый комплекс потребностей! Не отвергая метафизических рассуждений о природе сознании и души, сегодня в литературной рубрике предлагаем сосредоточиться на чистой физиологии — и разобраться, как же функционирует человеческий мозг. Без заумностей, увлекательно, доходчиво, как и подобает образцовому научпопу. Встречайте совсем свежую, от 2022 года, книгу Вячеслава Дубынина «Мозг и его потребности: от питания до признания».
В научности не может быть никаких сомнений, ведь Вячеслав Дубынин — доктор биологических наук, физиолог и профессор биофака МГУ. Отсюда же и популярная часть, ведь книга составлена на основе курса лекций для студентов — а значит, здесь разораны самые основы, при этом остальное выстроено так, чтобы не взорвать мозг тем, кто решил его изучить. При этом автор сразу заявляет, что рассматривает вопрос только с точки зрения физиологии, не пытаясь вторгаться на территорию психологии.
Если мозг — это что-то вроде очень сложного компьютера, то психология изучает его «софт». Дубынин предлагает посмотреть, как работает «железо» — ведь одно без другого в любом случае немыслимо.
«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».