Дайджест книги «Автостопом по мозгу»

Биохимик, нейрофизиолог Елена Белова выпустила книгу «Автостопом по мозгу. Когда вся вселенная у тебя в голове». В ней автор рассказывает, как устроен мозг человека: за что отвечают разные отделы и как они функционируют, как мы воспринимаем мир и чем отличаемся от роботов и компьютеров. Всё это — в 20 главах с авторскими иллюстрациями.

В каждой главе есть наглядные авторские иллюстрации, которые помогают лучше разобраться в теме

В этой статье мы не будем пересказывать всю книгу. Для дайджеста мы выбрали несколько глав и расскажем, почему зрение иногда нас обманывает, как устроены воспоминания и при чём здесь сон.

Зрение отражает не физическую реальность, а то, что мозг думает о ней

В мозге нет звуков, форм и цветов, зато есть электрические импульсы, которые бегут вдоль нервных окончаний. Чтобы построить на основе этих импульсов цельную картину окружающего мира, мозгу нужно их интерпретировать. Но как именно он это делает, до конца непонятно.

Пока ученым известно, что органы чувств работают по общему принципу: переводят разные сигналы извне на понятный мозгу язык — язык нервных импульсов. Когда мозг получает информацию от органов чувств, он не выстраивает точную картину внешнего мира, а пытается сопоставить сигналы, которые к нему поступили, с тем, что мы уже знаем. Так, если что-то выглядит, двигается и звучит как утка, оно получит ярлык «утка». Свои ярлыки получают и другие объекты, которые нас окружают — деревья, небо, прохожие. Кстати, мы видим мир неодинаково. Грубо говоря, мир, который видит собачник, отличается от мира человека, для которого лабрадоры и ретриверы на одно лицо. Получается, чем богаче наш зрительный опыт и знания, тем глубже мы воспринимаем окружающую среду.

Иногда физическая реальность расходится с тем, как мы ее воспринимаем, — это называется зрительными иллюзиями. Они возникают, когда мозг не верит глазам и пытается исправить то, что мы видим.

Получается, глаза для мозга — единственный источник зрительной информации, но он всё равно иногда считает, что ему виднее. Глаза не всегда видят важные для восприятия детали, поэтому мозгу приходится додумывать недостающее: для этого он анализирует контекст. Если контекста недостаточно, мозг руководствуется тем, что знает о мире, чтобы заполнить пробелы в восприятии.

Возьмем, например, знаменитую иллюзию с полосатым платьем на пересвеченном фоне — одни люди воспринимали платье как сине-черное на свету, другие — как бело-золотое в тени.

Ученые пытались понять, почему люди видят платье по-разному. Согласно одному из исследований, всё зависит от того, какая схема освещения лучше знакома человеку и кажется более вероятной. Так, совы, то есть те, кто поздно ложится и рано встает, чаще видят платье сине-черным, а жаворонки — бело-золотым. Всё из-за того, что те, кто просыпаются к середине дня или позже, привыкли к электрическому свету, а жаворонки больше времени проводят на ярком солнце, поэтому люди по-разному достраивают контекст для фото с платьем.

Воспоминания — это не цельный файл, как на компьютере, а разрозненные детали

Файлы на компьютере занимают место на жестком диске, имеют фиксированные размер и расширение. Мы можем скинуть этот файл на флешку, а потом открыть на другом компьютере, и он будет одним и тем же. Воспоминания устроены иначе.

У каждого воспоминания в нашей памяти есть свой жизненный цикл. Сначала информация поступает в мозг в виде опыта, который мы получили в ощущениях, потом обрабатывается сенсорными системами мозга и уже оттуда попадает в гиппокамп. Люди, их слова и действия, звуки, объекты и запахи — всё это разрозненные элементы. На первом этапе формирования памяти эта информация кодируется внутри гиппокампа в памятный след, затем он проходит стадию консолидации: связи между нервными клетками, где хранятся отдельные элементы памятного следа, перестраиваются и укрепляются. Так воспоминания и закрепляются в памяти. Чаще всего это происходит во сне, реже — когда мы расслабляемся и отдыхаем.

На этапе консолидации из памятного следа отсеивается лишнее: мелкие детали пропадают, а самое важное переходит в долгое хранение. Пока память консолидируется, активность гиппокампа снижается и воспоминание переходит в разные отделы коры больших полушарий.

Если нам нужно что-то вспомнить, мы не берем из памяти цельный эпизод, а заново воссоздаем воспоминание из отдельных элементов памятного следа, причем эти элементы могут храниться в разных уголках коры головного мозга. Чем чаще мы пытаемся что-то вспомнить, тем сильнее памятный след и связи между отдельными нейронами. Вот почему в обучении нужно делать повторения и перерывы.

Когда мы извлекаем воспоминание, то опираемся на контекст, в котором это происходит. Вот почему одна и та же история может звучать по-разному, когда мы рассказываем ее другу, маме или начальнику — в зависимости от ситуации отдельные элементы воспоминания могут пропадать и появляться. Например, если нам надо рассказать мастеру, что случилось с телефоном, мы будем вспоминать технические детали, как он стал зависать или внезапно выключаться. В истории для друзей акценты будут другими, например мы можем рассказать, как из-за сломанного телефона пропустили важный звонок.

Сон нужен, чтобы забывать, а зачем нужны сновидения — непонятно

Ученые спорят, для чего именно нужен сон — для запоминания или забывания. Истина, как обычно, где-то посередине. Когда нам нужно переработать информацию или научиться чему-то, важно не просто запомнить: чтобы не перегружать голову, необходимо выделить главное и сохранить в памяти именно его. Допустим, человеку нужно решить срочную рабочую задачу. В этом ему поможет прошлый опыт, когда он уже справлялся с похожей ситуацией. И чтобы быстро разобраться с новой проблемой, необязательно помнить, какой была погода в прошлый раз и что на человеке было надето.

Мозг не знает заранее, какая информация может нам пригодиться, поэтому сначала сохраняет как можно больше воспоминаний. Со временем информация, которую мы не используем или которая показалась ненужной нашей психике, забывается: после того как мы поспим, из головы исчезают мелкие подробности вчерашнего дня, чтобы было проще воспринимать впечатления сегодняшнего. Но сон нужен не только для забывания. Подробнее об этом мы рассказывали в статье «Что происходит с мозгом во время сна».

Со сновидениями все ещё сложнее. У ученых нет ответа, почему люди видят сны и каким образом наши впечатления и мысли складываются в причудливые сюжеты сновидений.

Некоторым кажется, что они не видят снов. На самом деле каждую ночь люди просматривают в среднем полтора часа сновидений — это почти как полнометражный фильм, при этом сновидение разбито на эпизоды, которые длятся от нескольких секунд до получаса. Самые интересные и эмоциональные сновидения мы видим в быстрой фазе сна.

Согласно исследованиям, нам могут полностью или частично сниться эпизоды, которые произошли недавно. И это не только то, что было вчера, но и впечатления всей прошедшей недели.

Есть много теорий о том, почему нам снятся сны. Их выдвигают и биологи, и психологи с психотерапевтами. Так, Зигмунд Фрейд считал, что сновидения — это подавленные эмоции и чувства. Другие психологи предполагали, что сны нужны, чтобы помочь нам справиться со сложными и неприятными мыслями, восстановить эмоциональный баланс или просто заранее подготовиться к возможным угрозам в будущем.

Версии нейробиологов не такие захватывающие. Некоторые ученые считают, что сны — это результат переработки впечатлений дня, когда они переходят в долговременные воспоминания. По другой гипотезе, сны — побочный продукт работы памяти. Пока гиппокамп перерабатывает дневной опыт в новые нервные контакты, отделы, которые отвечают за осознание и интерпретацию происходящего, ничем не заняты, поэтому генерируют поток впечатлений на основе того, что уже хранится в долговременной памяти.