Добрый вечер, дорогие слушатели. Я — Вячеслав Дубынин — биолог, нейробиолог. Сегодня у нас вторая лекция из цикла «Мозг и потребности». В прошлый раз мы говорили про голод и еду, а сегодня мы поговорим о не менее важном факторе — о новой информации. Узнавать что-то об окружающем мире и дальше использовать эти знания, чтобы правильно строить поведение, является важнейшей задачей всякого высокоорганизованного мозга.

Нервная система, в том числе человека, ужасно любопытна, нуждается в новой информации, иначе будет не добирать положительные эмоции. О том, как связан мозг с любопытством, и о том, по каким каналам новая информация проникает в нашу нервную систему, мы сегодня с вами и поговорим. Я запущу презентацию. Вот заглавная страница. Полное название нашей лекции — «Мозг и любопытство. Мозг и новизна». Это в каком-то смысле синонимы. Любая высокоорганизованная нервная система ориентирована на сбор информации, прежде всего из внешней среды. Вы видите здесь любопытное семейство опоссумов, которые вылезают из какой-то трубы и во все глаза смотрят, во все уши слушают, а еще осязают, обоняют, готовы попробовать что-то на вкус. Собирать информацию об окружающем мире очень важно. Если вы знаете, вы сможете что-то спрогнозировать, спланировать, ваше поведение окажется более успешным. Но если мы хотим узнать о той или иной потребности, будь то забота о потомстве или голод, или любопытство, мы смотрим прежде всего на поведение живых организмов.

В простейшем случае поведение выглядит как рефлекторная реакция. Из окружающей среды приходит некий стимул, воздействует на сенсорную клетку (прикосновение), дальше запускается сигнал по цепочке нейронов. Это показаны нервные клетки с отростками. В конце концов этот сигнал добегает до двигательной нервной клетки, возникает реакция. Кто-то прикоснулся к нашему правому плечу, мы повернулись и посмотрели в правую сторону. Это простейшая реакция, связанная со сбором новой информации. Она называется ориентировочный рефлекс. Мы сегодня о нем довольно много будем говорить. В простейшем варианте поведение выглядит как очевидная реакция на вполне четкий стимул. Но гораздо чаще мы имеем дело с более сложной ситуацией, когда некая потребность, в том числе потребность в новой информации, нарастает где-то внутри мозга. Тогда явного запускающего стимула нет. Тем не менее нейросети готовы реализовать то или иное поведение. Они приходят во все более возбужденное состояние, порой даже совершенно спонтанно по каким-то причинам начинают это поведение реализовать.

Например, оглядываться по сторонам в поисках новой информации. Нарастает исследовательская потребность, потому что нарастает какая-то другая потребность. Вам захотелось есть. Куда бы пойти в поисках хлеба насущного? А давайте посмотрим по сторонам, понюхаем, послушаем и решим. Или вам захотелось любви и понимания. Где бы найти подходящую личность, подходящего полового партнера? Давайте опять посмотрим по сторонам, может быть, какая-то информация окажется вполне подходящей. В этом исследовательское поведение функционирует как отдельный блок в деятельности нашего мозга. Кроме того, любопытство и новизна могут присоединяться к любой другой программе, любой другой потребности, надстраиваться над этой потребностью. Если не хватает информации для удовлетворения той или иной потребности, надо эту информацию собрать. Сам сбор новой информации тоже приносит положительные эмоции. Любопытство по своим собственным каналам способно запускать выделение прежде всего такого нейромедиатора, как дофамин. Мы сегодня об этом еще поговорим.

Напоминаю, что наш курс посвящен биологическим потребностям — тем блокам в нашем мозге, где установлены некие программы нашей зависимости от тех или иных факторов среды: внешней среды, иногда внутренней среды. Неделю назад я рассказывал про голод. Там как раз огромное значение имеют такие внутренние факторы, как концентрация глюкозы в крови и растяжение пустого желудка. Или вы видите пьющего котика: жажда связана с избытком NaCl в плазме крови. Или материнское поведение во многом запускается такими внутренними факторами, как гормоны — пролактин, окситоцин. Есть сигналы, приходящие из внутренней среды организма и усиливающие проявление той или иной потребности, или делающие эти проявления более вероятными. А есть сигналы, приходящие извне. Исследовательское поведение прежде всего ориентировано на внешнюю среду. Наш мозг так сконфигурирован, что любое изменения во внешней среде, что-то неизвестное мозгу уже становится объектом изучения, любопытства. В процессе получения новой информации мы испытываем положительные эмоции, даже если не знаем, как мы дальше эту информацию приспособим. Сама по себе новая информация уже являются тем, что можно назвать положительным подкреплением, является источником позитивных эмоций.

А если мы живем, существуем в условиях дефицита новой информации, мы рискуем не добирать положительные эмоции. Тогда возникает негативное эмоциональное состояние, которое можно назвать скукой. Негативные проявления других потребностных центров тоже на этом фоне становятся более заметными. То, что в рамках курса я называю биологическими потребностями, довольно близко к Павловскому понятию «группы безусловных рефлексов». И.П.Павлов достаточно много писал про исследовательское поведение, придавал ему очень большое значение. Сам термин «ориентировочный рефлекс» или рефлекс «что такое» принадлежит И.П.Павлову. 

В сфере психологии биологические потребности обычно относят к бессознательным проявлениям психической деятельности. В рамках нашего курса мы периодически будем вспоминать две классификации биологических потребностей. Одна из них, психологическая, принадлежит Абрахаму Маслоу. Неделю назад мы говорили про потребность в еде. Это физиологическая потребность. Если смотреть на классификацию А.Маслоу, то сегодня у нас потребность из самой верхней группы, духовная потребность. Когнитивные потребности, потребности знать, понимать, исследовать, А.Маслоу отнес к самым возвышенным проявлениям личности. Если обратиться к классификации академика, нейробиолога П.В.Симонова (а я отталкиваюсь от нее), то программы, связанные с исследовательским поведением, попадают в третью группу программ саморазвития.

Неделю назад я более подробно рассказывал про эти классификации, в том числе про классификацию П.В.Симонова. Я говорил, что он разделил все наши биологические потребности на витальные, социальные (в случае животных — зоосоциальные) и программы саморазвития, потребности развития. Витальные — жизненно необходимые, без которых организм погибает: еда, питье, кислород и так далее. Социальные, зоосоциальные — это внутривидовое взаимодействие. Два кота выясняют отношения на границе территории. Территориальное поведение попадает в эту категорию. Программы саморазвития — программы, направленные в будущее. Определение этих программ вы можете прочитать в трудах П.В.Симонова. Определение примерно следующее — это программы, которые в момент реализации не позволяют нам говорить о какой-то сиюминутной выгоде. Как правило, в тот момент, когда вы наблюдаете то или иное поведение, вы не очень понимаете, зачем организм его реализует. Если набраться терпения, то иногда через минуту, а иногда через час, а иногда через неделю становится понятно, зачем все это реализовалось. Мы охотно подражаем. В тот момент, когда мы кому-то подражаем, не всегда понимаем, зачем объект нашего подражания так делает. Но раз он так делает, то и я это повторю: наверное, это хорошо. Программы свободы делают нас трудно переносящими ограничения в свободе передвижения. Если вы не преодолеете эти ограничения, вы рискуете погибнуть, умереть от голода, жажды. Мозг майского жука про это не знает, но знает программа свободы, которая заставляет его вылезать из коробочки, грызть стенки той банки, в которую его поместили. Игровое поведение, тренировка двигательных навыков очень характерны для детенышей.

Наша сегодняшняя цель — исследовательское поведение. В тот момент, когда мы собираем новую информацию, мы далеко не всегда знаем, как мы будем ее использовать и будем ли мы вообще ее использовать. Самое быстрое млекопитающее на планете Земля — гепард, который бегает со скоростью 110 км/ч. Ну и что вам до этого гепарда? Вы с ним никогда в саванне не столкнетесь. Но любопытно, кто у нас самый быстрый бегун. Новая информация сама по себе значима, а если вы ее когда-нибудь сумеете все-таки приспособить к реальному поведению, то совсем окажется хорошо. Заранее зная о параметрах ситуации, вы сможете свое поведение сделать более адекватным, успешным. Дальше начинается тот список, который еще Ч.Дарвин озвучил: вы успешнее избегаете опасностей, успешнее находите пищу, успешнее размножаетесь, ваши гены успешнее переходят к вашему потомству. Быть любопытным важно и выгодно. Ребенок, который рассматривает что-то в лупу, реализует реакцию любопытства. Это программы свободы, а это подражательное поведение.

Наша цель сегодня — исследовательские программы. Давайте займемся ими вплотную. Еще раз нужно подчеркнуть, что сбор новой информации — это очень значимо. Поэтому простейшие проявления исследовательского поведения наблюдаются даже у не очень сложной нервной системы. У рыб существует самый базовый вариант исследовательского поведения, тот самый ориентировочный рефлекс, о котором писал еще И.П.Павлов: поворот глаз, головы, всего тела в сторону нового сигнала, чтобы собрать информацию. В данном случае на вас смотрит сова, потому что вы ее почему-то заинтересовали.

Где находятся центры ориентировочного рефлекса? Они располагаются в среднем мозге, в зоне, которая управляет движениями глаз, наводит на резкость хрусталик, регулирует диаметр зрачка. Самая простая, самая древняя программа, связанная со сбором информации, это нервные центры среднего мозга. Вы увидели что-то любопытное, повернулись, зафиксировали его взором. Если мозг считает, что нужно собрать дополнительную информацию, шаг номер два — подойти поближе к данному объекту. Следующий уровень — включение особой зоны, которая называется субталамус. Она относится к промежуточному мозгу. Наверняка я говорил, что в промежуточном мозге есть две основные структуры: верхняя половинка — таламус, нижняя — гипоталамус. На прошлой лекции мы очень много говорили про гипоталамус, там находится центр голода. Таламус — зона, которая работает вместе с корой больших полушарий и проводит информационные потоки в кору. Кроме таламуса сверху и гипоталамуса снизу, на границе таламуса, гипоталамуса и среднего мозга есть небольшая зона — субталамус. Она запускает локомоцию — приближение к заинтересовавшему нас объекту. Это поведение кошки в новой квартире — обойти всю доступную территорию, собрать информацию, посмотреть, понюхать, послушать. Это функция субталамуса. Дальше вы вплотную подошли к интересующему вас объекту. Что сделает при этом человек или даже маленький ребенок? Он этот объект возьмет руками, начнет что-то с ним делать — уже тонко взаимодействовать с тем или иным предметом: раскрутить, разломать, посмотреть внутри, разобраться в деталях. Это очень важный пункт, связанный со сбором информации, со знакомством с окружающей средой и с разными объектами.

Манипуляция с предметами (manus — рука) является уже задачей двигательной коры, это задняя часть лобной доли. Вот основные три зоны, которые запускают на двигательном уровне программы, связанные со сбором новой информации: повернуться, посмотреть, приблизиться, взять в руки и исследовать. Чтобы эти центры работали, другие нейросети должны сообщить им об источнике новой информации. Чтобы сработал ориентировочный рефлекс, сначала новое зрительное событие, новое звуковое событие должна детектировать верхняя часть среднего мозга, которая называется четверохолмие. Чтобы мы перемещались в направлении вызвавшего наше внимание объекта, очень желательно, чтобы субталамусу помогал гиппокамп — структура, которая строит карту местности и фиксирует на этой карте наше текущее положение. Конкретная манипуляция с объектом сопряжена с постоянным сопоставлением, с соотнесением той информации, которая была, с новой информацией. Вы крутите какой-то объект и видите новую грань, новое свойство, новую детальку. В тот момент, когда вы все исследовали, уже можно отложить это в сторону. Сравнение текущей информации с тем, что есть уже в памяти, является задачей поясной извилины — очень крупной зоны, которая находится на внутренней поверхности больших полушарий и помогает двигательным центрам, которые занимаются манипуляциями. На данной схеме красные центры — центры, связанные с сокращением мышц, а зеленые центры — центры, которые работают с сенсорной информацией и определяют уровень новизны этой информации. Если уровень новизны достаточно высок, тогда запускается то или иное поведение. Есть три таких уровня, характерных для всех высших животных, млекопитающих, птиц. У человека есть еще один уровень, связанный с нашим речевым любопытством. Он находится в теменной коре. Ближе к концу лекции мы до него доберется. А пока я буду рассказывать о тех проявлениях исследовательского поведения, которые объединяют человека со всеми высокоразвитыми позвоночными.

Еще раз про ориентировочный рефлекс. Это очень древняя программа, которую мы можем наблюдать уже у рыб. Если вы подойдете к аквариуму и постучите по стенке, то у рыб повернутся глаза, сами они тоже повернутся посмотреть, кто это стучит. Эти механизмы работают уже в рыбьем мозге. Это логично: если мы смотрим на нервную систему рыбы, мы видим, что средний мозг у рыбы — самая крупная зона. У нас это довольно скромная область по объему, а у рыб там находятся главные зрительные центры, центры, управляющие движением глаз, хрусталиком, зрачком. Все эти системы есть уже на уровне рыбы, при выходе рыб на сушу попадают к амфибиям, рептилиям, млекопитающим и птицам.

Вот зона среднего мозга, разрезанная поперек. Мы видим сверху выступы — четверохолмие, сенсорные центры, которые сопоставляют сигнал, бывший несколько долей секунды тому назад, с тем сигналом, который идет сейчас. Детектируется зрительная новизна или слуховая новизна, или новизна, связанная с кожной чувствительностью (прикосновение к вашему правому плечу). Сенсорные центры — четыре выступа на верхней поверхности среднего мозга, поэтому они называются четверохолмие. Два передних холмика занимаются зрением, а два задних — слухом. Если детектируется новизна, если что-то зазвучало, зашевелилось на краю поля зрения, то сигнал с четверохолмия передается на глазодвигательные центры, которые находятся в нижней половине среднего мозга, ближе к середине. Здесь находятся нейроны, управляющие движениями глаз, целых 6 мышц управляют каждым нашим глазом. Через черепные нервы сигнал передается на глазодвигательные мышцы. Плюс к этому мы испытываем положительные эмоции. Когда удовлетворяется та или иная потребность обязательно присутствует поток положительных эмоций. Мы субъективно это воспринимаем как положительные эмоции, которые показывают всему мозгу, что то, что мы сейчас делаем, это биологически очень полезная штука. В данном случае мы собираем новую информацию.

Где находится центр положительных эмоций в среднем мозге? Это зона совсем внизу. Эта структура называется черная субстанция, мы о ней будем еще не раз говорить. Она важна прежде всего как область, генерирующая положительные эмоции тогда, когда мы двигаемся: радость движения, радость игрового поведения. Но у нас сегодня любопытство. В случае любопытства источником положительных эмоций является примерно эта зона с желтым овалом. Эта зона называется вентральная покрышка среднего мозга. Она формирует эмоциональный поток, связанный с узнаванием нового. По ходу эволюции уровни работы с новизной нарастают, а первоисточник эмоций так и остается тем же самым. Даже когда мы манипулирует с предметами, даже когда мы на вербальном, словесном, уровне занимаемся каким-то творчеством, все равно та положительная эмоция, которая генерируется, продолжает оставаться быть связанной с активностью вентральной покрышки, которая содержит нейроны, выделяющие дофамин — главный нейромедиатор, связанный с новизной, любопытством, творчеством. Еще раз показаны эти центры: сенсорная детекция, движения плюс эмоция.

Вот четверохолмие, вид сверху. Мы смотрим на эту зону сверху, мы видим верхнюю поверхность продолговатого мозга, моста, четверохолмие среднего мозга, эпифиз, таламус. На этой картинке вы все это можете наблюдать: продолговатый мозг, мост, четверохолмие среднего мозга, эпифиз, справа и слева два таламуса. В четверохолмии передние верхние холмики являются зрительными, а задние — слуховыми. Когда что-то новое возникает в поле зрения, без какого-то тонкого анализа объекта, уже сам факт заметного изменения картинкин запускает ориентировочный рефлекс через передние или верхние холмики. Если что-то зазвучало в окружающей среде, источник перемещается, изменился тон звука, тогда срабатывают нижние холмики четверохолмия, которые запускают ориентировочный рефлекс. Сюда же, в четверохолмие, поступает кожная чувствительность от спинного мозга (конечности, туловище), от тройничного нерва (кожная чувствительность головы), тоже может реализоваться ориентировочный рефлекс. Другие сенсорные системы тоже тут работают. Если вы ощущаете новый запах, то начинаете крутить головой. Это реализация рефлекса «что такое», о котором писал еще И.П.Павлов. Это любопытство на нашем самом древнем уровне. Свойства нейросетей, которые тут находятся, врожденно заданы. Поэтому их достаточно удобно исследовать.

С середины XX века именно четверохолмие является объектом для изучения нейронов-детекторов новизны. Должны быть какие-то нейросети, которые способны выделять новизну. Пример сейчас у вас на экране. Эта клетка находится в верхних холмиках четверохолмия и детектирует новый зрительный сигнал, или она находится в нижних холмиках и детектирует включение звука. Давай возьмем включение звука. Есть некий шум. У меня сейчас за окном шум дождя. Идет постоянный звуковой сигнал со знаком плюс, возбуждающий сигнал приходит на нейрон-детектор новизны. Но перед тем, как этот возбуждающий сигнал попадет на детектор-новизны, тот нервный отросток, тот аксон, который проводит данный сигнал, ветвится и запускает ту же самую информацию по цепи мелких нервных клеток, находящихся в четверохолмии. Эта цепочка мелких нервных клеток состоит в основном из возбуждающих нейронов, которые перебрасывают сигнал дальше. Но последний нейрон в этой цепочке тормозный. Он работает со знаком минус. Получается, что на нейрон-детектор новизны одновременно приходят два сигнала: сигнал со знаком плюс и сигнал со знаком минус. Если входной стимул стабильный, этот плюс и этот минус одинаковы, уравновешивают друг друга. Детектор новизны не выдает никаких импульсов, потому что никакой новизны нет. 

А теперь представьте себе, что на фоне шума дождя раздался вдруг какой-то резкий и достаточно громкий звук. В этот момент по этому каналу уровень активации, уровень возбуждения возрастет. А конкурирующий минус отстанет, потому что это возбуждение должно сначала переключиться через цепочку нейронов, через цепочку контактов синапсов. А каждый синапс — это 0,1-0,2-0,3 секунды задержки. Сигнал от появления нового звука сюда приходит прямо сразу, а пока он доберется до тормозного нейрона по этой цепочке, торможение отстанет от возбуждения. Как раз момент появления нового стимула будет характеризоваться тем, что плюс победит минус, детектор новизны сработает и запустит ориентировочный рефлекс. Произойдет поворот глаз, головы, всего тела в сторону нового сигнала. Существует тектоспинальный тракт, который идет от четверохолмия прямо на двигательные центры спинного мозга, реализуется поворот иногда даже всего туловища. У животных еще мощно двигаются ушные раковины. У нас уши не двигаются относительно головы, но мы крутим всей головой. Вы видите ориентировочный рефлекс, который реализует человеческий детеныш: новая погремушка — источник прекрасных положительных эмоций. Сейчас он протянет руку и попытается ее схватить, а потом запихнуть в рот. А вот ориентировочный рефлекс, который реализует лошадь: поворот головы, глаз; посмотрите, как ушные раковины расположены. Новая информация очень актуальна, важна, ее нужно собирать. Вот любопытство на самом древнем уровне.

Если мы хотим детальнее разобраться, как средний мозг работает с источником новой информации, то оказывается, очень полезно регистрировать движения глаз. Можно вокруг глаза поставить датчики и оценивать, как центр сетчатки сканирует изображение. Я думаю, вы знаете, что самая детальная картинка получается именно с центра сетчатки — с области, которая называется центральная ямка. По тому, как центральная ямка движется в пределах той или иной картинки, можно оценить, какие элементы изображения более значимы и менее значимы, какие привлекают больше и меньше внимания, в какой последовательности мы читаем ту или иную информацию. Это очень любопытно. В числе прочего это еще то, что называется окно в бессознательное. Представьте себе, что вы пришли в зал Пушкинского музея, а там стоит огромный Давид Микеланджело. Куда вы первым делом посмотрите, на какую часть его тела? В какой последовательности все это будет сканироваться? Это все очень любопытно. В данном случае тут не Давид, а профиль царицы Нефертити. Видно, как идет центральная ямка. Чтобы получить такую картинку, уже просто такие датчики поставить недостаточно: нужно записывать на видеокамеру движения глазного яблока и дальше считать, как сканируется то или иное изображение. Видно, что прежде всего зрительную систему и мозг человека привлекает граница между объектом и фоном. Как раз по этой границе в основном идет движение. Конечно, огромное значение имеют специфические человеческие черты лица: глаз, нос, губы, ухо. Здесь очень много линий, сканирование очень серьезно затрагивает именно эти области.

Вот второй пример того, как мы читаем страницу, строку в напечатанном тексте. Казалось бы, мы прыгаем в начало строки, а потом идем вдоль текста. Оказывается, нет. Когда анализируют движения глаз, выделяют несколько типичных вариантов: фиксация взора, слежение — глаз непрерывно идет по картинке, саккады — быстрые скачки. Это настолько быстрые скачки, что мы не получаем промежуточной картинки: только что смотрели в один угол экрана, а теперь смотрим в другой угол. Вот как мы читают страницу в книге. Здесь шкала времени идет снизу вверх. Например, эта точка. В этой точке взор с конца строки прыгает в начало новой строки. Это большая саккада. Мы читаем непрерывно, должна быть пологая кривая, говорящая о процессе слежения. Оказывается, нет. Оказывается, когда мы читаем строку, наблюдается несколько небольших саккад, микросаккад. Постояли немножко — прыгнули в следующий кусочек строки, еще в следующий, еще в следующий. За шесть-семь небольших саккад прочитали всю строчку, прыгнули опять в начало строки, еще читаем, опять в начало, еще читаем. Это довольно любопытно, позволяет оценить, каким образом идет сбор новой информации именно с точки зрения зрительной системы, потому что она все-таки у нас самая главная и самая значимая.

Сейчас для анализа движения глаз в первую очередь используются уже специальные компьютерные девайсы, которые называются айтрекеры. Эта штука надевается на голову человека, можно проанализировать, как идет оценка того или иного изображения. Строятся уже не такие линии, как на предыдущих примерах (эти картинки еще из XX века), а строятся тепловые карты. С помощью тепловой карты легко понять, насколько долго задержался взор на том или ином элементе картинки, в той или иной области. Там, где цвет ближе всего к красному, происходит максимально долгая фиксация. Вы видите, что огромное внимание уделяется лицам людей. А там, где меньше смотрели, будет желтый, даже зеленый, синий цвет. Фон особо никто не рассматривает. Такие картинки позволяют объективно оценить, как идет анализ считывания зрительной информации. Помимо того, что это интересно само по себе, это имеет и практическое приложение, например, в сфере нейромаркетинга. Если вы сделали рекламный плакат и хотите оценить, видит ли потенциальный потребитель все нужные детали на этом плакате (название фирмы, телефон, название товара), вы можете с помощью айтрекера эту информацию получить. Или вы хотите расставить товары на полке так, чтобы взор автоматически попадал именно на тот товар, который вам сейчас нужно продать максимально быстро (срок годности истекает). Это все тоже можно посмотреть с помощью нейромаркетологических методов и айтрекинга. Вся эта сфера, связанная со средним мозгом и движением глаз, имеет еще и очень практические приложения.

От ориентировочного рефлекса давайте сдвинемся на следующий уровень — уровень субталамуса. Посмотрели, зафиксировали новый объект, и теперь мы хотим к нему приблизиться, подойти. Это делает зона на границе таламуса и гипоталамуса, которая именуется субталамус. Вот — таламус — помощник коры, зона, отвечающая за произвольное и непроизвольное внимание. Вот — гипоталамус — центр многих потребностей, в частности голода, жажды, размножения, агрессии, центр генерации эмоций. На границе таламуса, гипоталамуса и среднего мозга располагается субталамус. Это — таламус, это — гипоталамус, этот оранжевый кружок — субталамус. Субталамус — зона, которая способна передать сигнал в спинной мозг и запустить локацию. Мы начинаем сгибать руки-ноги, прежде всего ноги (все-таки мы на задних лапах ходим, а животное — и передние и задние конечности), и двигаться в сторону объекта, который вызвал интерес. Почему? Например, от этого объекта исходят какие-то интересные зрительные и слуховые сигналы. Бывает так, что локомоцию и активацию субталамуса запускают центры потребностей. Вы сидели, сидели, и стало вам голодно. Гипоталамус сообщается субталамусу: «Давай уже встанем и попробуем найти еду. Неважно, куда мы пойдем: пока мы сидим, вообще ничего не произойдет. 

Вряд ли банан упадет прямо на голову». Надо попробовать просканировать окружающее пространство, походить по доступной территории, тогда проблема голода, жажды, повышенной тревожности, проблема, связанная с размножением, может быть решена. В этом смысле субталамус — очень важная структура. С его активацией часто начинается удовлетворение самых разных потребностей. Сигнал идет в субталамус, субталамус начинает перемещать нас в пространстве: либо не очень быстро (шаг), либо побыстрее (бег). Но без такого перемещения удовлетворить потребность довольно сложно. По этому поводу существует русская поговорка «Под лежачий камень вода не течет». Она именно про субталамус и про ту историю, которую я вам рассказываю. Если вы хотите, чтобы ваша потребность была удовлетворена, для начала измените локализацию в пространстве, тогда, может быть, с вами что-то случится. Поэтому исследовать территорию — замечательно. Одновременно мы получаем радость движений. Просто бродить и собирать новую информацию — серьезный источник позитивных эмоций. Поэтому люди так любят гулять, особенно по незнакомому городу, незнакомой стране. Туризм во многом связан с активацией именно субталамуса. Субталамус управляет центрами конечностей в нашем спинном мозге.

Вы видите шагающую лошадь, шагающего человека. Простейший вариант локомоции — шаг. Шаг — аллюр, способ перемещения в пространстве, когда одна конечность из четырех сгибается и переносится вперед, а в это время остальные три конечности сохраняют устойчивое положение. По одной конечности передвигается вперед, движемся не спеша. Если мы посмотрим на то, как шагает лошадь, кошка или собака, мы увидим, что локомоция стартует с одной из задних лап. Например, с правой задней. Она сгибается, переносится вперед, разгибается. Потом то же самое делает передняя лапа с той же стороны, потом — задняя лапа с другой стороны, передняя лапа с той же стороны и вновь та конечность, с которой все началось. В итоге то, что происходит в спинном мозге, это движение нервных импульсов, нервных сигналов по замкнутому контуру. Этот контур врожденно задан. Мы хорошо знаем, что врожденно заданы многие рефлекторные дуги. Например, ориентировочный рефлекс задан врожденно, ему не нужно учиться. Все нейросети в спинном мозге есть прямо сразу. Им нужно дозреть, но они существуют. То же самое можно сказать про локомоцию. Хотя это не рефлекс, а замкнутый контур нервных клеток, эта конструкция в мозге есть врожденно. Субталамусу достаточно бросить активацию в эту систему, чтобы организм, который сидел или лежал, встал и пошел. Чем выше уровень активации субаламуса, тем быстрее идет шаг. Когда активация достигает критического уровня, первая скорость нашего мозга сменяется второй скоростью, которая называется рысь. При рыси одновременно начинают работать уже две конечности — задняя и диагональная передняя. 

В варианте человека это называется бегом. Вот — древнегреческие бегуны, вот — ребенок. Когда мы бежим, наша рука и диагональная нога работают одновременно. Когда мы ходим, руки отстают от ног, потому что здесь движение происходит по восьмерке. Содружественное движение рук — результат работы этой системы. Когда мы идем или бежим, мы зачем-то машем руками. Толку от этого никакого: мы же не отталкиваемся от земли. Но поскольку в нашем спинном мозге врожденно существует именно такой контур, мы при ходьбе или беге совершаем содружественные движения рук. Можно их не совершать, но тогда вы должны будете тратить на это дополнительные силы. Поэтому проще махать руками, чем специально тормозить эти движения. При беге идет такой вариант. Есть еще третий вариант локомоции, третья скорость, еще более быстрая, когда одновременно работает то пара задних конечностей, то пара передних. Плюс к этому очень мощно разгибается спина. Этот аллюр называется галоп. Шаг, рысь, галоп. В любом случае работает субталамус. Чем активнее идут импульсы из субталамуса, тем более быстрый аллюр выбирается. В рамках аллюра локомоция может ускоряться. Встали, пошли, пошли быстрее, перешли на рысь, бежим, бежим быстрее, переходим на галоп. Это классическая история для четвероногих. В человеческом варианте мы галопом не бегаем, по крайней мере у нас это плохо получается. В принципе бег в мешках — это, конечно, галоп. Но далеко и быстро так не убежишь. Быстрее всего у нас получается бегать именно рысью.

То поисковое поведение, которое запускается субталамусом, обход новой территории, приносит кучу положительных эмоций, новой информации, но при этом конкурирует с негативными эмоциями, которые связаны с безопасностью. Вы попали в новую обстановку. Это забавно, любопытно. А вдруг там какая-то опасность. Конкуренция любопытства и страха — очень важный элемент поведения в какой-то новой ситуации. Это довольно здорово говорит о базовом темпераменте и человека, и экспериментального животного. Если вспомнить классификацию темпераментов, которая принадлежит еще Гиппократу, там есть любопытные сангвиники и тревожные меланхолики. Баланс любопытства и тревожности в экспериментах на белых крысах мы смотрим на платформе, экспериментальной установке, которая называется крестообразный приподнятый лабиринт. На ноге высотой 80 см находится крестообразная платформа: два рукава затемнены, у них боковые стенки, а два рукава — без стенок, открыты, ярко освещены. Мы сажаем белую крысу прямо в центр. Всякая нормальная белая крыса уходит в темный отсек, сидит там, потому что ей исходно страшно, обстановка слишком не знакома. Крыса сидится в темном отсеке, но через пару минут ей становится скучно. Белые крысы, как люди, очень любопытны. Если нет новой информации, то надо ее искать. Вот она уже выходит на светлые рукава, выходит довольно далеко, нюхает, встает на задние лапки. Потом ей становится страшно, она убегает опять в темный отсек. Немножко придет в себя — снова выходит на светлую часть лабиринта, любопытствует. Баланс страха и любопытства можно оценить. За 10 минут наблюдений крыса 6 минут сидела в темном отсеке, а 4 минуты находилась на светлых рукавах. Зачем нужны такие опыты? Мы не просто изучаем поведение белых крыс. Мы используем эти тесты, чтобы оценивать потенциальную активность возможных психотропных препаратов, возможных лекарств, которые будут способны корректировать проявления психической деятельности человека, если получится. Повышенная тревожность — довольно известная история. Если мы разрабатываем вместе с коллегами-химиками какой-нибудь новый анксиолитик, препарат, снижающий тревожность, его как раз испытывают в таком тесте. Вы даете крысе такой препарат, она становится более любопытной, менее тревожной. К этому вопросу мы еще вернемся на следующей лекции, потому что следующая лекция будет посвящена страху — второй программе, которая присутствует в данной ситуации. Там я подробнее расскажу про анксиолитики, они же транквилизаторы.

У нас, в нашем отечественном фольклоре, существует персонаж, буквально помешанный на локомоции — Колобок. «Я от бабушки ушел, я от дедушки ушел» — это про Колобка. Порой попадаются люди, которые тоже ужасно непоседливы. Если это принимает клинические формы, это называется уже дромомания — патологическая охота к перемене мест. Вы видите тут разных колобков, даже пару колобков: должны же как-то колобки размножаться.

При перемещении в пространстве, при сборе информации, при формировании более или менее целостного представления о доступном пространстве субталамусу помогает структура, которая называется гиппокамп. Можно сказать наоборот, что субталамус помогает гиппокампу собрать всю нужную информацию. Гиппокамп, конечно, побольше, чем субталамус. Это гораздо более сложная структура, которая относится к нашей старой коре больших полушарий. Вы видите в глубине височной доли левый гиппокамп, а там просвечивает правый гиппокамп. Вот — правый гиппокамп, вот — левый гиппокамп. Гиппокампы — структуры, которые заточены на формирование кратковременной памяти. Если мы описываем функции гиппокампа в рамках мозга человека, мы говорим не просто о построении карт местности, а о гораздо более глобальном событии — памяти текущего дня. Я подробно рассказываю про гиппокамп, когда рассказываю вообще про память. Гиппокамп — главный центр кратковременной памяти. Кроме того, именно работа гиппокампа позволяет кратковременную память перезаписывать в долговременную. Поэтому с гиппокампом очень много работают. Это очень важная структура для обучения, для формирования памяти. В человеческом мозге он выглядит относительно небольшим, но реально это все равно крупная структура, в ней очень много нервных клеток. В крысином мозге по отношению к остальным большим полушариям, он выглядит гораздо более впечатляющим. У нас тоже достаточно порядочный гиппокамп. Гиппокамп в переводе с латыни означает «морской конек». Если вырезать из мозга гиппокамп, то это — сам гиппокамп, а это — те отростки, которые из него выходят и идут дальше к другим нервным структурам, например, к коре больших полушарий (хвостик морского конька).

Гиппокамп очень много изучается, исследуется. Сейчас я о некоторых работах даже чуть-чуть расскажу. Но поскольку он все-таки не очень велик, легко догадаться, что его объем ограничен. Примерно так же, как в компьютерах, когда долговременная память очень большая, а кратковременная — не очень большая. Если вы в течение текущего дня перегрузили гиппокамп новой информацией, то может возникнуть эффект переполнения, когда новая информация уже не очень залезает. Это называется эффект музея, когда вы долго ходите по какому большому музею и уже не очень помните все детали, а в основном то, что было в начале, и то, что было в конце. Гиппокамп пишет информацию сегодняшнего дня. Когда мы ложимся спать, информация в гиппокампе частично стирается, а частично перезаписывается в долговременную память. Если повреждается гиппокамп, возникают проблемы не только с кратковременной памятью, но и с формированием новой долговременной памяти. Процесс перезаписи информации с гиппокампа может отражаться на наших сновидениях. То, что мы видим во сне, это те информационные потоки, по крайней мере частично, которые из гиппокампа идут в кору больших полушарий, потому что новая кора больших полушарий, основная масса коры больших полушарий — центры долговременной памяти.

У нас гиппокамп — важнейший центр, связанный с самыми разными сенсорными сигналами. Там есть зоны, которые хранят кратковременную зрительную память, слуховую, кожную. Если мы смотрим на эволюцию гиппокампа, мы видим, что исходно он возникает для построения пространственных карт. Его исходная задача — запоминать, как животное движется в пространстве, строить траекторию движения, накладывать на карту местности, чтобы быстро возвращаться домой, в родную норку, чтобы не заблудиться, чтобы в случае опасности очень шустро убежать от врага.

Это очень важно. С этого начинается гиппокамп, а потом он приобретает способность реагировать и на другие стимулы. Именно свойство гиппокампа строить карты местности наиболее легко подлежит изучению. Работая с гиппокампом лабораторных мышей и крыс нейрофизиологи, начиная с 70-ых годов прошлого века, постепенно разбираются в том, как информация проникает в мозг и прописывается на нейронных сетях, как возникают траектории для передачи сигналов, которые порой даже визуально отображают структуру лабиринта, по которому ходит лабораторное животное. 

В работах с гиппокампом используются простые лабиринты, Y-образные или посложнее — восьмилучевой радиальный лабиринт. Во всяком случае это очень важно. Построить карту местности, чтобы потом вернуться домой прямой дорогой, это крайне актуальная задача. На более древних уровнях (червей) это в принципе невозможно. Но уже начиная с членистоногих и рыб, это оказывается вполне достижимо. Большие пустынные муравьи (лат. Cataglyphis) способны уходить от гнезда на десятки метров, а потом возвращаться назад по короткой дороге. В раскаленной солнцем пустыни это очень актуально, потому что каждая лишняя минута — риск получить ожоги, а то и вообще свариться заживо. Поэтому Cataglyphis ходит и ищет; как нашел какую-нибудь еду, то по прямой бежит назад. При этом он помнит ориентиры и делает еще поправку на движение солнца. Это без всякого гиппокампа. В его маленькой муравьиной голове есть нейросети, аналогичные гиппокампу позвоночных и способные формировать пространственную карту. Это касается и стрекоз, и мух — тех насекомых, которые хорошо и быстро владеют тем или иным доступным пространством.

Работы на беспозвоночных — отдельная история. Она началась с работ Николаса Тинбергена на роющих осах: как они ориентируются в пространстве, как они запоминают большие ориентиры (деревья) и маленькие ориентиры (камушки или шишки вокруг норки). Очень много работают на пустынных муравьях: они крупные. Есть классические работы Карла фон Фриша по тому, как ориентируются пчелы, как они с помощью танца передают информацию другим пчелам. Тинберген, который работал с осами, и Фриш, который работал с пчелами, в 1973 году получили Нобелевскую премию. В какой-то момент стали сомневаться в работах Карла фон Фриша, но потом в конце концов сделали пчелу-робота, которая станцевала пчелам танец, пчелы поднялись и полетели в указанном направлении. Система все-таки работает. 

Изучение способсти млекопитающих формировать карты местности или, как говорил Э.Толмен, когнитивные карты изучается с середины XX века. Э.Толмен — классик в этой области. Он первым указал на то, что есть карты пути и карты обозрения. Карта-путь означает, что вы не представляете местность в целом и строите свою траекторию движения на определенных ориентирах. На первом этапе это уже неплохо, это лучше, чем ничего. Но в тот момент, когда вы уже с местностью хорошо знакомы, у вас в мозге возникает ее целостное отражение. Это уже карта обозрения.

С помощью карты обозрения вы можете в пределах местности выбирать новые пути. Это очень адаптивно, напрямую связано со сбором информации. Э.Толмен предложил изучать процесс латентного обучения. Представьте себе: есть не очень сложный лабиринт. Сюда вы сажаете крысу, она ходит по лабиринту, просто его изучая. Вы видите, что крысе любопытно. Дальше вы ее опять помещаете в этот лабиринт; где-то тут находится источник запаха сыра. Крыса бежит к этому сыру по пути номер один, прямо по прямой. Бегает.

Дальше вы перекрываете путь номер один. Вы видите, что крыса начинает использовать обходной путь номер два. Если вы его перекроете, то крыса может использовать обходной путь номер три. Если крыса предварительно была знакома с лабиринтом, переход от одного пути к другому происходит не методом проб и ошибок, а существенно быстрее — так, как будто у животного в результате предварительного скрытого латентного обучения уже карта местности в голове сформировалась. Млекопитающие это делают, это полезно. Вы видите здесь еще один лабиринт Толмена, гораздо более сложный, где он проводил свои эксперименты.

В 70-ые годы прошлого века Джон О’Киф сумел зарегистрировать в мозге крысы нервные клетки, которые строят карту-путь. Джон О’Киф зарегистрировал в гиппокампе крысы нервные клетки, которые активируются при соприкосновении с теми или иными ориентирами — строят некую карту, основанную на каких-то углах лабиринта, каких-то характерных запахах, каких-то зрительных, слуховых, обонятельных и прочих стимулах. Он нашел нейроны конкретных признаков лабиринта в гиппокампе белой крысы. В итоге их работы формируется карта местности, которая позволяет двигаться от ориентира к ориентиру. В своих поздних работах Джон О’Киф вживлял в гиппокамп крысы много электродов. Было видно, как последовательная активация нейронов в гиппокампе крысы напрямую повторяет структуру лабиринта. Надо идти внутри лабиринта по такой траектории, каждый кусочек обслуживает отдельная нервная клетка, помеченная на этой схеме точками разных цветов. Работы Джона О’Кифа очень эффектно продолжили супруги Мозер — скандинавские исследователи, которые показали, что не только гиппокамп участвует в формировании пространственных карт, а есть еще рядом с гиппокампом такие зоны, как энторинальная кора и субикулум. Наряду с формированием карты, основанной на ориентирах, энторинальная кора формирует координатную карту — карту обозрения, на которую накладываются уже конкретные ориентиры. Эта карта обозрения реально имеет координатную решетку, не прямоугольную, как у нас (параллели, меридианы), а основанную на треугольниках и шестиугольниках.

Построение этой решетки идет за счет мышечной чувствительности, когда животное ощущает, какое расстояние оно прошло. Плюс к этому работает субикулум, связанный очень мощно с органами равновесия и с восприятием положения головы и тела в пространстве: куда идем — направо, налево, прямо, насколько далеко идем, какие ориентиры.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Добрый вечер! Нет, так не пойдёт. Надо ответить «Добрый вечер!» радостно, бодро. Давайте попробуем ещё раз. Добрый вечер! Классно! Сразу видно, поужинали, настроились на интеллектуальный отдых, это прекрасно. Я надеюсь не разочаровать ваше ожидание и сегодня мы поговорим про то, а что делает мозг одаренным, то есть про ситуацию, когда мозг что-то делает лучше, чем на среднем уровне.

В принципе одарённость – это способность к чему угодно, к какой-то такой из ряда вон выходящей интеллектуальной деятельности или эстетической, например, картину нарисовать или кто-то замечательно коммуницирует, или кто-то устанавливает спортивные рекорды. Всё это можно изобразить вот на такой вертикальной оси. В самом низу – это невозможность какой-то деятельности, потом трудно получается, норма, а вот выше одарённость и гениальность. Любое действие, которые вы совершаете, можно в эту школу поместить. Скажем, гладить рубашки. Как у вас с глажением рубашек? В какое место этой шкалы вы попадаете? Кто попадает на невозможность? Скажите, пожалуйста. Так, затруднение. Нормальный уровень. Одаренность и, наконец, гениально гладят рубашки. Так что можно попасть в книгу рекордов Гиннесса, погладив 20 рубашек за 2 минуты, и такой же бывает. И скажут: «Боже мой! Супер!». И будет видео YouTube, миллионы просмотров – гениальное глажение рубашек. Тут все дело – как взяться.

Поскольку передо мной математики, мы чаще будем говорить про всякие задачи, решения, теоремы, теории. Эйнштейн тут поскольку постольку. Он хоть и не математик, а физик, но, тем не менее, он все равно гений, а гении в одних местах бывают гениальными, а в других местах действительно не могут себе рубашку погладить. Поэтому очень важно чтобы о гении кто-нибудь заботился, тогда его гениальность будет расцветать и всех радовать.

Откуда, собственно, берётся одарённость мозга? Само слово «одарённость» от слова «дар», то есть кто-то что-то подарил. И кто же подарил? Подарили родители. Они взяли свои гены, яйцеклетка и сперматозоид наконец-то встретились и возникла самая лучшая на свете зигота, которая поделилась и вы появились на свет. Как известно, яйцеклетка при оплодотворении одна единственная, а сперматозоидов несколько миллионов, И тот сперматозоид, который добежал первым – он супер сперматозоид и поэтому каждый ребёнок – это лучшее, что могло получиться у двух родителей в данный момент. Поэтому каждый из вас уже в своё время победил соревнование среди тысяч сперматозоидов, это надо как-то отдельно обдумывать.

Соответственно, дар, гены. Вот видите, на картинке хромосомы нарисованы. А вслед за этими генами формируются какие-то особенные свойства нервной системы, а ещё значима эндокринная система. А ещё то, что мы называем общим обменом веществ. Вот эти факторы, так или иначе, влияют на одарённость, и я собираюсь немножко про каждый рассказать. Опять же, одаренным можно быть в каких-то очень простых вещах, скажем, у вас потрясающая скорость реакции или мышечное утомление вас почти не затрагивает. Вы можете бежать марафон или ещё что-нибудь такое, скажем, различать пятьдесят оттенков красного цвета.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Бывает одарённость очень сложная. Самые сложные варианты – это проявление интеллекта, темперамента. И если мы пытаемся оценить, а что так интеллектуально одарённый человек, мы тут же упираемся хотя бы в такую, казалось бы, простую проблему – а как это измерить? То есть как оценить? Психологи довольно долго думали и придумали такую штуку как IQ, такой коэффициент интеллекта. И сейчас весь мир этим пользуется. Хотя, наверное, не весь мир, наверное, половина психологов пользуется, а половина их критикует, потому что в принципе IQ тоже штука такая не очень очевидная и далеко не всех она устраивает, поскольку сам этот коэффициент рождается как сумма нескольких тестов. То есть в своё время, когда психология начала всерьёз развиваться, а это, стало быть, был конец XIX века – начало XX века, были придуманы тесты на разные виды памяти, на разные типы мышления, скажем, абстрактно-логического и образного, на информированность – знаете ли вы, какая столица в Бельгии. Столица Бельгии – Брюссель. А Мадагаскара? Ну, классно. Информированность – это когда всё это вместе. И дальше, когда психологи стали считать, то оказалось, что многие типы интеллектуальной деятельности, если человек абстрактно-логически хорошо мыслит, то он зачастую и информирован тоже неплохо и действительно знает, что за столица у Мадагаскара. То есть оказалось, что разные тесты на разные проявления интеллекта довольно коррелируют. Отсюда родилась идея о том, что есть некое ядро интеллекта и это самый IQ собственно это ядро и измеряет.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Тестирование провели в девяностые годы в США на старших школьниках. И как большинство подобных результатов эта кривая имеет форму так называемого нормального распределения. Есть пик и это наиболее частое значение. То есть по горизонтали здесь IQ, видите от 65 до 145, а по вертикали процент детей, которые падают в тот или иной кусочек. Соответственно, средний уровень где-то от 100 до 110. И есть более интеллектуальные, есть менее интеллектуальные, но они встречаются реже. Это типично для нормального распределения. Средний уровень встречается чаще всего, а чем дальше от среднего, тем реже встречаемость.

Вот средний уровень, а вот это, например, уровень умственной отсталости. То есть, где-то начиная с 80 говорится, что интеллект уже не очень. А соответственно, когда где-то за 130, то говорят о предпосылках одарённости.

Например, вот один из мультяшных персонажей, который вам, наверное, знаком. У него низкий IQ. Гроунинг написал сценарий. У Гомера Симпсона IQ иногда 60, иногда 70, иногда 80. Там довольно серьёзно разбираются, почему у него такие проблемы с IQ. Во- первых, у Симпсонов в семье есть семейный ген, который делает всех мужчин тупыми. То есть генетический фактор. Во-вторых, у него плохая работа. Он кем работает? На атомной электростанции. В-третьих, у него были множественные черепно-мозговые травмы, он же всё время бьётся головой. В-четвертых, он алкоголик. И, в конце концов, в одной из серий оказывается, что у него в голове есть карандаш. И когда этот карандаш вынули, то у него IQ сразу подрос на 50 единиц. Ему это не понравилось, поэтому карандаш вставили обратно.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Каждый персонаж – это определённый психотип, буквально списанный из учебника. Поэтому получается достаточно интересно и поучительно. А вот другой персонаж. Это кто? У Лизы какой коэффициент? 155. Это очень-очень крутой показатель. Несмотря на гены Гомера это ей не помешало и не помешает дальше, несомненно, прославиться и достичь высот в разных видах деятельности.

Почему IQ разные? Почему одарённость разная? Дело действительно, во-первых, в генах, а во-вторых, в том в какой среде человек растёт, воспитывается, развивается. Для того чтобы, например, определить вклад генов, природа подарила нам замечательный такой объект как монозиготные близнецы. Наверное, знаете, бывает такая ситуация, когда яйцеклетка делиться-делиться-делиться, получается 20 или 40 клеток. И в этот момент мне по не очень понятной причине она берёт и разваливается на две части. Вернее, вот этот зародыш разваливается. Получается две кучки по 15 клеток и дальше каждая кучка развивается самостоятельно и получаются два монозиготных или однояйцевых близнеца, потому что из одной яйцеклетки. Они на 100% генетически одинаковые. Они всегда одного пола и похожи как две капли воды. И дальше они растут, взрослеют, у каждого, в общем-то, своя жизнь обычно и вот то, чем они различаются в итоге – выбрали разную профессию или один женился на блондинке, другой на брюнетке, хотя девушка могла быть крашеная. Во всяком случае, те различия, которые получились, у одного девочка родилась, у другого мальчик, вот эти различия – это влияние внешней среды. А их сходство – это, скорее всего, то стопроцентное совпадение генов, которое у них имеется.

Существуют статистические методы анализа, которые позволяют сравнивание монозиготных близнецов и дизиготных близнецов и как раз выявить вклад наследственности. Эти расчёты показывают, что для IQ гены определяют примерно около 60%, а оставшиеся 40% смотрите, как делятся: где-то процентов 25-30 это то, что называется семейная среда. То, что с вами происходит, когда вы общаетесь с родителями. Сюда же входит ужасно важный период, когда эмбрион растёт у мамы в животе и в этот момент устанавливаются нервные связи, формируется мозг, очень много всего важного происходит. И ещё один фактор – это социальная среда, то есть то, что с вами случается, когда вы пошли в школу или чем-то занимаетесь. Это где-то 10-15%. Вроде немного, но тоже значит.

И что получается? Получается, что каждому из нас, прежде всего благодаря родительским генам на роду написан какой-то уровень IQ, а дальше в зависимости от того, как жизнь сложилась, этот уровень может сдвигаться вверх или вниз, но на не очень большую величину. На величину где-то 15-20 баллов. То есть если за счёт генов вы сразу набирайте 140, то дальше если вы трудитесь, решаете задачи и опять же приезжайте в Сириус, то может быть, у вас этот самый коэффициент дорастёт до 150, а может даже до 160. А если будете сачковать и ничего не делать, то наоборот упадет до 120. Но в принципе полным идиотом вы просто так не станете. Это уже надо постараться. Опять же черепно-мозговая травма, карандаш в голове – что-то такое специальное надо делать.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

А если вам на роду написано 100, то 130-140 вы вряд ли наберёте. Но это не факт, что вы не достигнете одарённости в каком-то другом виде деятельности. Скажем, будете гениальным ювелиром, потрясающе водить спортивный автомобиль или ещё что-то такое делать, не относящееся напрямую к интеллекту и его функциям.

Вот так это можно графически изобразить. Эта линия толстая чёрная поперёк – это то, что на роду написано и плюс-минус 15-20 единиц – то дополнительное влияние внешней среды, то, что генетики ещё называют модификационная изменчивость. Наверное, знаете, о ней говорят в школьной программе.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Есть признаки с широкой модификационной изменчивостью или говорят с широкой нормой реакции. Скажем, вес. Вес может меняться полтора-два раза у человека. А есть признаки с узкой нормой реакции, скажем, рост. Вам на роду, например, написано 175 см и дальше если вы прекрасно питаетесь, а ещё занимаетесь спортом вы к этим 175 можете ещё сантиметра 2-3 добавить, но не 10. Так же как в случае интеллекта немножко можно помочь, а совсем чего-то глобального не случится. Поэтому очень важно понимать в какой зоне вы получили одарённость от родителей, что вам развивать, чтобы использовать вот этот генетический задел для того чтобы дальше с помощью напряжённого труда достичь каких-то выдающихся успехов.

Схема, которая сейчас на доске, характерна для ситуаций так называемого полигенного наследования, для ситуаций, когда за признак, а в данном случае это IQ, отвечают десятки, а иногда и сотни генов. Вот в случае с IQ по тем оценкам, которые сейчас имеются, за него отвечает где-то 300-400 генов, то есть очень большое количество. Это гены, связанные с общим обменом веществ в организме, гены, связанные с эндокринной сферой, гормональной и гены, связанные с нервной системой. Давайте я немножко про каждый вариант поговорю.

Пример из первой группы. Заболевание, которое называется подагра. Вчера, когда я лекцию читал, я закончил на кофеине. Помните, кофеин снимает утомление и человек становится более активным. Хотя если хронически и сильно воздействовать на эту систему, то это не очень хорошо. Но, тем не мене, такое стимулирующее действие кофеина достаточно известно. У нас в организме вырабатывается само по себе, по ходу азотистого обмена, вещество, похожее на кофеин. Оно называется мочевая кислота.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Вот сверху кофеин, снизу мочевая кислота нарисована, Мочевая кислота получается при дальнейших превращениях мочевины, а мочевина – это основной отход распада аминокислот и наши почки выводят мочевину, выводят мочевую кислоту. Обычно всё нормально. Но есть люди, у которых мочевой кислоты образуются гораздо больше, чем в среднем и возникает проблема, которая называется подагра. Дело в том, что мочевая кислота довольно легко кристаллизуется, как бы выпадает в осадок. И легче всего это происходит в тех местах организма, которые постоянно охлаждены, то есть более низкую температуру имеют, чем всё тело, а это руки и ноги. Соответственно, у человека, у которого в организме много мочевой кислоты, постепенно год за годом в суставах, прежде всего пальцев эта самая мочевая кислота откладывается и когда кристаллы становится слишком большими, они начинают тереть, царапать кости и хрящи, начинается воспаление. Всё это называется подагра. Это нехорошо, это больно двигаться и довольно тяжело лечить.

Всё вроде бы плохо, но фокус в том, что мочевая кислота похожа на кофеин и получается, что человек, который склонен к подагре, одновременно находится всё время в более высоком психоэмоциональном тонусе. Он как будто немножко выпил кофе или кока-колы. В 20 лет ещё никакой подагры нет, а мочевой кислоты больше, и будущие подагрики вообще более активны и во многих сферах достигают довольно серьёзных успехов.

Давным-давно ещё, скажем так в 70-е годы XX века Владимир Павлович Эфроимсон, российский генетик специально проанализировал, а какой вклад внесли подагрики в человеческую историю. И что он сделал? Во-первых, он посмотрел, сколько вообще людей болеют подагрой. Оказалось, что примерно полпроцента, то есть один из двухсот. Дальше он взял энциклопедии разных стран, России, Италии, Англии и посмотрел, сколько подагриков попали в энциклопедии. И оказалось, что среди людей, попавших в энциклопедии, а это люди, которые чем-то прославились, подагриков где-то от 5 до 10%. То есть гораздо больше. Больше в 10 раз. Если теперь взять людей, которые попали во все энциклопедии, то есть совсем выдающихся, то подагриков в середине где-то 10-20%. Ну и наконец, если взять великих людей, которые попали в школьные учебники, то подагриков вообще процентов 20, а то и 30-40. Не про каждого точно известно, то есть оценки Эфроимсона достаточно приблизительны, но сами по себе цифры впечатляют. Вот как порой связан уровень обмена веществ в организме и последующая одарённость человека. То есть плавает много мочевой кислоты и от этого мозги работают лучше.

Небольшой список выдающихся людей, которые были подагриками. И Александр Македонский с Юлием Цезарем, и великие художники, и Бетховен, и Блок, и Тургенев. А среди людей науки Галилей, Ньютон, Лейбниц, Дарвин и так далее. Вот такой интересный пример.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Теперь по поводу эндокринной системы. Гормоны тоже определяют общий уровень обмена веществ и в итоге сказываются на работе мозга. Основные гормоны, которые влияют на интеллект – это гормоны щитовидной железы, половые гормоны и гормоны надпочечников. Давайте я пару слов скажу про каждый из них.

Щитовидная железа. Она находится в нижней части шеи. Гормоны, которые она вырабатывает, называются тироксины. Химически это весьма такие уникальные соединения, потому что содержат йод. А с точки зрения регуляции деятельности организма тироксины управляют работой митохондрий и митохондрии выделяют больше энергии, вырабатывают больше энергии. Поэтому чем выше уровень тироксина, тем активнее вообще организм, в том числе и мозг, том числе и нервная система. Поэтому качество работы щитовидки – это весьма важный показатель и если тироксина много, то человек нервозный, гиперактивный, бессонница развивается. А если слишком мало, то наоборот, вялый, депрессивный. А если мало врождённо, то у ребёнка может даже развиваться умственная отсталость. На самом деле за этим сейчас очень тщательно следят и когда младенец рождается у него обычно в течение первых суток уже берут первую кровь, первую пробу крови, это называется первая капля крови из пяточки. В этой капельке определяют сразу тироксин, потому что если его мало нужно прямо сразу давать этот гормон в виде лекарства. Поэтому собственно это проблема решена.

А так по жизни уровень тироксина выше среднего будет активировать работу вашего мозга. Как правило такие люди помимо интенсивной умственной деятельности вообще выглядят очень бодро, поджаро, они сухощавые с горящими глазами. То есть это люди, у которых много тироксина в крови. Они вполне узнаваемы.

В случае половых гормонов речь идёт об андрогенах и эстрогенах. Сверху нарисована матка с яичниками, и яичники вырабатывают эстрогены. Внизу соответственно часть мужской половой системы. Там семенники, андрогены. Посмотрите, гормоны вроде разные, а формула молекулы достаточно похожа. Они на самом деле близкие химические родственники, а возникают из холестерина. Про холестерин, наверное, слышали, его сейчас обвиняют во всяких грехах – и продолжительность жизни человека падает, если много холестерина и это правда. Но, тем не менее, холестерин – это не абсолютное зло, а он нужен для многих функций и в частности для синтеза половых гормонов. И для нашего биологического вида, для Homo sapiens характерна, по крайней мере, у взрослых людей, постоянно высокая концентрация половых гормонов в крови.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Это особенность обезьяньей жизни, об этом антропологи очень много пишут. Связано это с тем, что обезьяны способны размножаться круглый год в отличие от большинства других млекопитающих. То есть большинство других млекопитающих как размножаются? Всё тихо тихо-тихо, а потом сезон размножения. Какие-нибудь олени бодаются, тигры ревут. 11 месяцев все вроде как бесполые, а 12 месяц все размножаются и потом опять всё тихо. Понятно, что в этот месяц размножения у всех сносит крышу. И если бы человечество было так устроено, то конечно как-то жизнь развивалась да то есть на месяц в году вся планеты выходила бы из строя, потому что размножение было бы главным. Но у нас не так. У нас, у обезьян половая активность размазана по всему году. Это, видимо, связано с тем что в обезьянник стаях если самка беременна или если у неё маленький детёныш, то она имеет высокий статус. Её защищают больше, у неё более легкий доступ к еде, поэтому нет смысла ждать целый год, чтобы забеременеть. Тем более что обезьяны – это тропические исходные животные и в итоге вот история нашей группы и в том числе человекообразных обезьян Homo sapiens привела к тому, что женский организм постоянно генерирует яйцеклетки. Раз в месяц наступает очередная овуляция и постоянно высокий уровень половых гормонов. Мужской организм тоже постоянно наготове. Потому что если где-то появилась яйцеклетка, готовая к оплодотворению, а у вас нет сперматозоидов, то как-то обидно. Поэтому у всех высокая концентрация половых гормонов, но не чрезмерная, потому что если она зашкаливает, то мозги опять работают плохо. А вот умеренная и высокая концентрация способствует хорошей и эффективной работе мозга.

Антропологи совершенно обоснованно считают, что постоянно высокая концентрация половых гормонов сыграла важную роль в нашей интеллектуальной эволюции, потому что делает нас более активными.

Надпочечники. Вчера я довольно много говорил про норадреналин, а может и немного, но во всяком случае точно говорил. Это медиатор, связанный со стрессом. И помимо того, что он медиатор в головном мозге, он ещё и в надпочечниках выделяется как гормон в дополнение к основному гормону стресса, который называется просто адреналин. Эта пара активирует работу многих внутренних органов и, соответственно, активные надпочечники – это тоже такая предпосылка к более высокому интеллектуальному уровню. Потому что не только до внутренних органов всё это дотягивается, но и до самых разных нервных клеток. Вчера, рассказывая про норадреналин, я говорил что, в частности улучшается запоминание на фоне умеренного стресса. По этому поводу есть история, связанная с так называемым синдромом Марфана. Синдром Марфана – это генетическое заболевание, которое довольно редкое, но не очень, потому что один человек на 5000 это на самом деле не так уж и мало. И при этом синдроме нарушено образование соединительной ткани. В 15 хромосоме мутация, по-другому работает фермент, формирующий соединительную ткань и от этого у людей куча проблем, то есть у тех, у которых синдром Марфана. Они вырастают долговязые, неуклюжие с очень длинными руками и ногами, очень длинными пальцами, проблемы с суставами, с сердечными клапанами, со стенками крупных сосудов. Всё это делает их жизнь не очень счастливой, потому что уровень здоровья не очень высок, мягко говоря. Но одновременно с этим у них так изменена структура надпочечников, что их надпочечники выделяют больше адреналина и норадреналина, чем у обычного человека и в итоге такой человек как бы немножко на взводе, слегка в стрессе. От этого он очень активен, общителен. Вот и получается, что, несмотря на проблемы со здоровьем, люди с синдромом Марфана тоже порой достигают довольно больших высот. Вот пример тех, у кого был синдром Марфана. Это и Авраам Линкольн и Никколо Паганини, великий скрипач и вот то, что у него были такие длинные пальцы, и он так потрясающе играл – это как раз следствие синдрома Марфана. Из наших Корней Чуковский, сказочник. И кстати Ганс Христиан Андерсен, ещё один великий сказочник, тоже был человеком с синдромом Марфана.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Синдром Марфана – пример того, как работает эволюция. Она делает мутацию, то есть возникает мутация, а дальше оказывается, что эта мутация какие-то показатели параметров организма ухудшает, а какие-то может и улучшить. И тут в дело вступает отбор. Если пользы больше, чем вреда, то дальше такая мутация начинает закрепляться и встречаться всё чаще и чаще. На самом деле эта встречаемость – один человек на 5000, она не такая маленькая. Это значит, что человек с синдромом Марфана имеет кое-какие преимущества. Эти преимущества значимы.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Теперь перейдём к мозгу. Мозг штука сложная и когда мы говорим об одарённости, мы должны учитывать как минимум три уровня. Во-первых, как мозг устроен и как нервные клетки в нём собрались вместе и вместе работают. Во-вторых, что там с медиаторами. А про медиаторы я опять же вчера довольно много рассказывал. И в-третьих, как взаимодействуют между собой разные мозговые структуры, потому что наш мозг – это на самом деле совокупность вычислительных конструкций, устройств и какой-нибудь мозжечок своё делает, таламус своё, гипоталамус своё, затылочная кора своё. Вот как они взаимодействуют между собой тоже во многом сказывается на одаренности в разных областях, в том числе и в интеллектуальной.

Сначала два слова про то, как мозг собирается. Вот вы видите на картинке, как всё это происходит у эмбриона. Эмбрион человека на стадии примерно 2-3 недель имеет вид червячка и на спинке этого червячка возникает желобок. И дальше края этого желобка смыкаются, и получается нервная трубка. Потом передняя часть этой нервной трубки начинает раздуваться и, соответственно, возникает головной мозг. Остаток — это спинной мозг и постепенно в головном мозге выделяются большие полушария, промежуточный мозг, мозжечок. Идёт такое формирование. Это то, что мы видим как бы на макроуровне. На уровне отдельных клеток в это же время эмбриональные нейроны постепенно расползаются по мозгу и занимают свои места. Это такая отдельная процедура. Нейроны этим занимаются ещё до того, как у них сформировался потенциал покоя и до того, как они начали запускать потенциалы действия. Есть специальные вспомогательные клетки, они называются глиальные клетки, они образуют что-то вроде арматуры в мозге. Вот такая розовая штука – это нейрон, который ползёт по синему проводу. Вот нейрон ползёт по глиальной клетки, занимает своё место, формируется шесть слоёв в коре больших полушарий, три слоя в коре мозжечка и так далее. Встают на места и дальше начинают выпускать отростки и формировать синапсы. В тот момент, когда человек рождается уже все нейроны на местах, а синапсы ещё только начали формироваться. На картинке слева – это кора больших полушарий только что родившегося ребёнка, а справа – это то, что с ним случилось через 2 года. То есть нейронов не стало больше или меньше, но каждый нейрон за это время выпустил множество отростков, эти отростки сформировали контакты и синапсы и нейросеть начала эффективно функционировать.

Вчера я довольно много говорил о синапсах. Ещё раз хочу подчеркнуть что единицей работы нервной системы является не нейрон, а контакт между нейронами – синапс. И чем больше у нас синапсов, тем больше информационный, вычислительный ресурс мозга. И первые два года жизни в этом смысле ужасно важны. В зависимости от того, в каких условиях взрослеет ребёночек, густота синаптической сети будет разная. Если много игрушек, если интересно, если позитивные эмоции, если взрослые много общаются с ребёнком, то эта сеть растет густая, и дальше она будет очень эффективно работать. А если всего этого будет мало, то сеть будет не очень хорошая и, соответственно, такой мозг будет менее эффективно функционировать.

Это как раз семейная среда, о которой я говорил в самом начале. На самом деле новые отростки и новые синапсы формируются у нас в течение всей жизни. Выучили вы какой-нибудь раздел математики или даже просто какую-то сложную теорему и в этот момент в вашем мозге возникли новые контакты, формировались новые синапсы и мозг реально умнеет. Чем вы больше грузите его информацией, тем больше концентрация синапсов на единицу объёма. А если вы его не грузите информацией, то нейроны начинают разрывать контакты, типа, зачем они, всё равно не используются. И если человек смотрит одни сериалы или только играет в компьютерные игры, то мозг реально тупеет на анатомическом уровне. То есть синапсов на единицу объёма становится всё меньше и меньше.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

То, как растут отростки, как формируется синапсы – это всё зависит от особых химических веществ, которые называются факторы роста нервов. Если одна нервная клетка хочет, чтобы другая установила с ней мне контакт, то она выделяет эти факторы роста нервов, это такие специальные белки, и привлекает к себе аксоны других нервных клеток. И сейчас с факторами роста нервов очень много работают потому что, судя по всему, они могут помочь в ситуации, когда нейронам плохо. В частности при старении мозга, при всяких нехороших нейродегенерациях вроде болезни Альцгеймера и так далее. Сейчас очень много работают с факторами роста нервов, но их использование как лекарственных препаратов очень затруднено, поскольку это белковые молекулы, крупные молекулы, их просто так в мозг не запихнешь.

Конечно, очень интересно взять мозг какого-нибудь великого человека и посмотреть, какая у него нейросеть. Надо сказать, что в Москве существует Институт мозга, он в своё время был создан для того чтобы сохранять мозг Ленина и изучать его. Потом как-то в первой половине XX века было принято, что всякие выдающиеся люди завещали свои мозги Институту мозга, типа, «я помру, мне уже мозг уже не нужен, а вы посмотрите, может науке будет польза». Там сейчас достаточно много всякого интересного материала.

Например, мозг Маяковского там хранится и изучается. В общем-то, результаты очень интересные и порой видно, как нейросеть в каких-то зонах мозга у людей более густая, у художников в тех зонах, которые связаны со зрением, а у математиков, например, в зонах, прежде всего, теменной коры, которые занимаются абстрактно-логическим мышлением.

Та же история случилась с мозгом Эйнштейна. Наверное, знаете, что человек, который готовил Эйнштейна к погребению, украл его мозг и в банке спрятал на 20 лет. Похоронили Эйнштейна без мозга, и никто ничего не заметил, никто ведь не заглядывает туда внутрь. Потом он из этой банки мозг вынул и отдал учёным – «посмотрите, что там». Родственники, конечно, возмутились и всё такое прочее, но в итоге у физиологов дошли руки до мозга Эйнштейна и сейчас появилось несколько очень интересных публикаций о том, что действительно в теменных зонах у него очень густая сеть и, судя по всему его мозг был так устроен, что он умел выключать лишние шумящие нейроны. Не 5% мозга должны работать и уж тем более не 10, а 2%. Вот тогда мозг будет хорошо работать. Чтобы тем нейронам, которые решают текущую задачу не мешали другие нейроны. Видимо, мозг одарённых, а тем более гениальных людей способен к таким как операциям.

Теперь посмотрим, какие свойства личности с точки зрения психологов и педагогов необходимы для того, чтобы вы достигли успехов. Вот основные четыре свойства личности. Во-первых, способность быть внимательным и концентрироваться. Во-вторых, энтузиазм и энергичность, то есть радостное, энергичное отношение к внешнему миру. В третьих, учебная мотивация. То есть мне нравится учиться, я хочу, чтобы меня за это похвалили. И наконец, уверенность в себе оптимизм, типа, «я крут!». Если эти факторы в вашем мозге присутствует, то они помогают развитию вашей одарённости, а если не присутствуют, вам нужно что-то с этим делать и как-то повышать уверенность в себе. Например, написать на большом плакате «Я – Лидер!» и каждый день полчаса на него таращиться, и глядишь, ваш мозг станет более уверенным в себе.

Я две недели назад читал лекции в Сбербанке. В Москве в самом центре на площади Гагарина есть такое большое зелёное здание-небоскрёб, главный офис Сбербанка и они меня попросили прочитать лекцию «Еда и мозг». Не «Мозг и еда», а вот «Еда и мозг». Что бы такое съесть, чтобы мозги лучше работали. Я впервые попал в это здание, там красивый белый вестибюль размером, наверное, с четыре этих зала вот и огромный экран на задней стене и по нему бежит такая надпись: «Ты лидер! Ты лидер!». И все, кто входит, все служащие Сбербанка сразу на это смотрят и наполняются значимостью и идут считать наши деньги и всё такое прочее. Это очень полезно, с этим работают психологи и психотерапевты.

Итак, показатели. Быть внимательным, быть энергичным, хотеть учиться и верить себя. Часть из этих характеристик связана с конкретными медиаторами, а часть с взаимодействием разных мозговых структур.

Давайте посмотрим, как это всё получается. Если говорить про внимание, то здесь ключевую роль играет баланс глутаминовой кислоты и ГАМК. Опять же вчера я рассказывал, что это два главных медиатора нашего мозга и глутаминовая кислота – главный возбуждающий медиатор, передающий информацию, а ГАМК (полностью гамма-аминомасляная кислота) – это главный тормозный медиатор и он блокирует лишние информационные потоки. И вот именно ГАМК ужасно важна для того чтобы сдерживать всякие ненужные сигналы и для того чтобы мы могли сконцентрироваться на каком-то интересующем нас процессе. Вообще этим занимается структура, которая называется таламус. На картинке она закрашена синеватым цветом. То есть это верхняя часть промежуточного мозга. Я её ещё кружочком пометил, чтобы совсем её осознали.