Как работает ваш мозг. Внутри самого сложного объекта во Вселенной

Хотя этот навык кажется очень простым, он настолько тонко и сложно устроен, что оказалось невозможным создать компьютер, способный выполнить эту работу так же качественно. Сотрудник службы безопасности аэропорта, досматривающий багаж, и врач, изучающий рентгеновский снимок на предмет опухоли, – прекрасные примеры навыка, при котором сенсорная система позволяет нам принимать очень неочевидные и сложные решения, и пока никакой суперкомпьютер не смог с ним сравниться. То же самое можно сказать о непрерывных процессах обработки сенсорной информации, происходящих в мозге. Мы прекрасно оснащены крайне чувствительными сенсорами, и нам даже не обязательно знать, как это все работает.

Зато мы прекрасно осознаем пять основных чувств: вкус, запах, зрение, слух и осязание. Эту систему составили еще древние греки, но с научной точки зрения она не вполне обоснована. Можно распределить ощущения не по тому, как мы их воспринимаем, а в соответствии с тем, как с ними разбирается наш мозг. В таком случае у нас четыре чувства, так как у мозга четыре типа сенсорных рецепторов: свет (зрение), химические вещества (вкус и запах), механическое усилие (слух, осязание и равновесие) и повреждение тканей (боль). Или семь чувств, так как существует семь нервных путей, передающих сенсорные сигналы по мозгу, в том числе обонятельный нерв и зрительный нерв.

Затем, когда информация прошла по мозгу и достигла конечного пункта, ее обрабатывают шесть участков коры больших полушарий. Каждый участок отвечает за определенный тип обработки: зрительной, слуховой, соматосенсорной (ощущения тела), обонятельной (запах), вкусовой и вестибулярной (равновесие).

Поэтому если речь идет об ощущениях в мозге, есть смысл говорить о шести, а не о пяти чувствах. Зоны делятся дальше – например, соматосенсорная зона охватывает осязание и боль, а также движение и положение конечностей в пространстве, и все это ощущается очень по-разному, поэтому их можно было бы посчитать, как отдельные «чувства».

Рис. 5.1. Сенсорные зоны коры головного мозга

Другая сложность в обозначении ощущений заключается в том, что они часто сливаются вместе, и сложно определить степень участия каждого в конкретном восприятии. Когда человек стоит на одной ноге, ему кажется, что больше задействован вестибулярный аппарат, отвечающий за равновесие. Но если попросить его закрыть глаза, то он потеряет равновесие примерно в четыре раза быстрее. На самом деле зрение присутствует практически во всем. Например, у вас может закружиться голова во время прогулки по горным хребтам, потому что детали окрестностей в обозримом пространстве почти не меняются и вы как будто идете с закрытыми глазами.

Точно так же вкус еды связан не только со вкусовыми рецепторами во рту, но и с обонятельными рецепторами, находящимися в носу и задней части рта. Важно и то, как еда чувствуется и выглядит – например, вязкость йогурта и шипучесть лимонада. Поэтому для производителя продуктов подобрать правильную текстуру и цвет еды не менее важно, чем создать правильный вкус. По меньшей мере часть вкуса еды мы воспринимаем даже раньше, чем кладем ее в рот.

Сочетание ощущений

Как мозг сочетает ощущения в единый непрерывный опыт, мы понимаем лишь отчасти. Известно, что часть интеграции происходит в стволе головного мозга. Существуют прямые рефлекторные связи, связывающие разные чувства. Например, так соединены зрение и равновесие, поэтому когда вы киваете головой, ваши глаза автоматически перемещаются в глазницах, чтобы сохранить ясность зрения. Не так давно мы обнаружили прямые связи между шестью сенсорными участками в коре головного мозга, позволяющие разным зонам мозга делиться информацией друг с другом.

Другие участки коры головного мозга получают проекции от нескольких органов чувств и сливают эту информацию вместе насколько согласованно, что вы не смогли бы различить визуальный и слуховой сигналы.

Задача действительно огромная. Мозг получает невероятный объем данных: более 200 млн сенсорных рецепторов, почти 3 млн сенсорных тканей, 16 млрд клеток коры головного мозга – и все они в любой определенный момент делают свой небольшой вклад, а мозгу доступен лишь определенный объем памяти и энергии для обработки этой информации.

Даже если вы сидите дома и смотрите телевизор, понять окружающий мир – невероятная задача. Ваш мозг потребляет 20 % энергетического бюджета тела, но в каждый момент времени кровь способна снабдить мозг достаточным объемом энергии для поддержания только 3 % нейронов на пике активности. Это похоже на свет, включенный только в той комнате дома, где вы находитесь. Мозг направляет энергию к тем участкам мозга, которые вы в данный момент используете. Может показаться, что 3 % – это мало, но это около 500 млн клеток мозга.