О пользе лени. Инструкция по продуктивному ничегонеделанию

Наши нейроны общаются между собой будто в замысловатом танце — формируя сложные ансамбли электрических и химических потенциалов действия. Сигналы путешествуют в разные стороны, частично синхронизируя или рассогласовывая активность клеток, если это необходимо. Каждый нейрон имеет свой динамический (то есть непостоянный, гибкий) порог потенциала действия. Нейроны отвечают случайно и по-разному на разные стимулы, и эти ответы затем случайно интегрируются в сеть, к которой принадлежит нейрон.

В черепной коробке человека живет около 100 миллиардов нейронов, каждый из которых выдает сотни потенциалов действия в секунду, — мозг полон шума. Но плох ли этот шум? Возможно, спонтанная, внутренняя активность сети пассивного режима работы мозга обеспечивает нас необходимым фоном для обработки информации. Неправильное функционирование этой сети даст нам слишком много или слишком мало шума.

Шум действительно помогает нейронам распознавать слабые сигналы среды или других нейронов.

На схеме типичной синусоидой показана волна стимула. Им может быть все что угодно: звук, образ, цепочка потенциалов действия от других нейронов или даже чудесное стихотворение из бессознательного. Прерывистая линия — это нейронный порог потенциала действия. Обратите внимание, что синусоида нигде не пересекает порог. Поэтому сигнал на выходе пуст. Это слабый сигнал без шума — он неуловим.

Теперь взгляните, что происходит, когда с сигналом сочетается оптимальный уровень шума, — он показан зубчатой линией на синусоиде. Шум частично пересекает порог (прерывистую линию), и нейрон выстреливает потенциалы действия, что отражено вертикальными черточками над линией сигнала на выходе.

Заметьте, что там, где шум пересекает порог, потенциалы действия соответствуют частоте нерегистрируемого сигнала. Поэтому на выходе мы получаем слабый сигнал. По сути, информация передается через шум.

Этот механизм работает и на уровне органов чувств: шум усиливает подпороговые звуки, улучшает нечеткие изображения. Знаменитый пример стохастического резонанса в исследованиях зрительного восприятия — картинка лондонских часов Биг-Бен.

Слева Биг-Бен запечатлен в черно-белой гамме с разрешением в 256 x 256 пикселей. Каждый пиксель на картинке, пересекая порог восприятия, вызывает потенциал действия, — принцип тот же, что и в нейронах мозга. Слегка усиливая шум, увеличивая максимум и минимум случайных значений, мы постепенно достигаем резонансной интенсивности шума, которая создает четкий рисунок посередине: оптимальный уровень шума улучшает сигнал. Когда шума становится слишком много, изображение портится, как на иллюстрации справа. Если начертить график этой динамики, получится опрокинутая парабола.

* * *

Не ты ли был вечно весь в ожидании, словно тебе все сулило возлюбленную?

Рильке. Первая дуинская элегия[45]

Я учился в аспирантуре в Швеции и под руководством психолога Сверкера Сикстрема исследовал благотворное влияние шума на детей с СДВГ. Мы разработали модель воздействия стохастического резонанса на дофаминовую систему мозга, опираясь на неожиданное открытие психолога Ерана Содерлунда о том, что рассеянные средовые шумы помогают детям с СДВГ запоминать инструкции. Мы предположили, что шум может заменять амфетамины.

Люди с СДВГ часто обладают меньшим объемом рабочей памяти. Рабочая память — это способность временно удерживать в голове информацию после того, как она исчезает из окружения. Кто-то оттарабанил вам номер телефона: как надолго вы его запомните? Сможете ли вы воспроизвести весь набор цифр или совпадут только некоторые?

Благодаря мобильным технологиям мы редко упражняем рабочую память. Однако это важнейший элемент мышления. И если она слаба, приходится заменять ее чем-то еще, например, техниками тайм-менеджмента.

Ученые полагают, что дефицит рабочей памяти при СДВГ связан с уровнем дофамина в префронтальной коре. Дофамин — один из нейромедиаторов, синтезируемых в мозге. Кроме него у нас еще имеются серотонин, норадреналин, ацетилхолин и другие. Без них мы бы не смогли ничего чувствовать, да и вообще думать.

Дофамин участвует во многих важных психических функциях: в обучении, запоминании, наслаждении и мотивации. Из-за генетических мутаций, которые приводят к сниженному уровню так называемого тонического дофамина (постоянного уровня дофамина в синаптической щели), люди с СДВГ имеют «взрывной» или повышенный фазовый дофаминовый ответ на внешнюю и внутреннюю стимуляцию. Дети с СДВГ должны быть очень сильно заинтересованы в деятельности, требующей внимания. Но это трудно, и мозг всегда стремится поддерживать гомеостаз, — дисбаланс часто сглаживается компенсаторным механизмом. Так, при низком тоническом дофамине мозг пациента с СДВГ наверстывает дефицит большими объемами фазового дофамина в ответ на любые стимулы.