Уважаемые студенты, у нас сегодня тема, которая касается уже не сенсорных систем, а интегративных функций. Мы поговорим о том, как учится мозг, прежде всего мозг человека. Обучение — важное свойство любой нервной системы. Сложно организовывать поведение только на врожденно известных мозгу принципах. Мир очень изменчив. Нельзя предусмотреть все на уровне генов. Поэтому нужно иметь возможность впитывать дополнительную информацию и формировать поведенческие реакции с учетом этой информации.

Все поведение, которое мы наблюдаем у человека и у экспериментальных животных, можно разделить на врожденное и приобретенное. Это четко понимали еще в Древней Греции. Наблюдая за поведением ласточек, которые лепят свои гнездышки из грязи, yекоторые древнегреческие философы писали, что молодые ласточки сразу умеют лепить гнездышки, но лепят их криво. У ласточек постарше гнездышки получаются уже практически идеальными. Есть врожденная основа, а есть обучение, которое надстраивается над врожденной основой. В итоге поведение оказывается более точным, тонко адаптированным к окружающей среде.

Если мы берем физиологию, то видим что уже с XIX века об этом писали ученые физиологи. Это работа И.М.Сеченова «Физиология нервных центров» и работа И.П.Павлова, всемирно известного физиолога, основателя современной физиологии, в частности физиологии обучения и памяти. И.П.Павлов — очень мощная фигура. Он прожил длинную и наполненную событиями жизнь. До его 50 с хвостом лет его лаборатория занималась изучением того, как нервная система управляет деятельностью пищеварительной системы. Рефлексы, связанные со слюноотделением, выделение желудочного сока, глотанием, изучались настолько успешно, что в 1904 году И.П.Павлов получил одну из первых Нобелевских премий за изучение врожденных механизмов управления ЖКТ. Когда Нобелевский лауреат получает свою премию, он говорит речь. Все это происходит в Королевском дворце в Стокгольме. В этой речи он благодарит учителей, родственников, говорит о планах на будущее. Когда И.П.Павлов произносил свою речь, он сказал о том, что врожденные аспекты работы нервной системы очень важны и интересны, в том числе и в практическом отношении, с точки зрения медицинского применения, но обнаружилась такая штука, которую назвали психическим слюноотделением. Этот феномен настолько интересен, что мы сейчас в основном переключаемся уже на него, будем изучать его.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Что такое психическое слюноотделение? Это способность нервной системы, прежде всего экспериментальных животных (И.П.Павлов работал на собаках), реагировать не только на врожденно заданные стимулы (зрительные, слуховые и так далее), но и на сопутствующие факторы, исходно незначимые, но которые становятся значимыми по ходу процесса обучения. Здесь вы видите в юмористическом варианте изображения павловского эксперимента. Я думаю, вы прекрасно знаете, что там происходило. Исходно незначимый стимул — звонок. Значимый, на который идет реакция слюноотделения, это кусок еды. Бифштексы И.П.Павлов не использовал, он использовал мясосухарный порошок. Видимо, это аналог современных кормов для домашних животных. Сейчас появляется диаграмма, на которой показана последовательность событий в ходе павловского эксперимента. По горизонтали — шкала времени, по вертикали — те события, которые случаются с собачкой. Вначале мы включаем исходно незначимый стимул — будем использовать звонок. Он звенит 15 секунд, а потом присоединяется еда — выезжает тарелочка, на которой находится чуть-чуть мясосухарного порошка. Собачки всегда не против подкрепиться. Собака ест этот порошок. Как только она его съела — звонок выключили. Дальше следует пауза. Это повторяется еще раз, и еще раз, и еще раз. Что мы измеряем? Мы измеряем слюноотделение, причем не постоянное, а в достаточно узком интервале — от появления звонка до появления пищи. Когда уже присутствует еда, это врожденные рефлексы, это уже не так интересно. Нас интересует именно появление новой поведенческой реакции. Результаты эксперимента можно отложить на шкале времени, где по горизонтали уже будут не минуты, а номер сочетания звонка и еды. Это тоже временной ход нашего эксперимента. По вертикали — количество капелек слюны. Давайте вы сейчас в течение 5 секунд попробуете спрогнозировать, как лежит эта кривая. По горизонтали — номер сочетания звонка и еды, по вертикали — количество капелек, которое меряется за счет того, что отпрепарирован проток одной из крупных слюнных желез. Этот проток выведен на поверхность кожи собаки. Когда я был студентом и учился на кафедре высшей нервной деятельности, в виварии была такая собака, которую приводили на большой практикум. Она с полным осознанием своей ответственности прекрасно реализовала все условные рефлексы.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Как идет эта кривая? Примерно так. Точки — это количество капелек при очередном сочетании звонка и пищи. Как идут эти точки? В начале значение равно нулю, никакого слюноотделения на звонок не происходит. Это важно. Это подчеркивает то, что мы имеем дело с исходно незначимыми стимулами. Но дальше количество капелек начинает быстро нарастать и уже к 8-10 разу выходит на стабильный уровень, потому что нельзя за 15 секунд накапать целое ведро слюны. В итоге мы получаем S-образную кривую обучения. Во-первых, она является первым в мире экспериментальным графиком процесса формирования памяти. Во-вторых, она показывает, что исходно незначимый сигнал стал значимым по ходу экспериментальной процедуры и теперь запускает слюноотделение не хуже, чем сама еда.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Это можно представить в виде небольшой диаграммы. В мозге существовал врожденно заданный информационный канал, врожденный рефлекс или безусловный рефлекс (термин И.П.Павлова), который не зависит от дополнительных условий. В мозге врожденно существует врожденно заданный канал для передачи сигнала от центра вкуса на центр слюноотделения. Врожденно заданный канал показан синей стрелкой. По ходу нашей экспериментальной процедуры к ему присоединяется еще один информационный канал, уже новый, который является результатом обучения. Это наш звонок. От слуховых центров каким-то образом сигнал достигает тех зон, которые связаны со слюноотделением. И.П.Павлов назвал это условным рефлексом, который возникает и исчезает при определенных условиях. Следующий очевидный вопрос — в каком месте все это происходит? Еще последующий — за счет чего это происходит? У И.П.Павлова даже не было идей по поводу того, за счет чего это происходит. Это синоптический уровень: в тот момент еще было совсем сложно с пониманием механизмов работы синапса, в тот момент только появился термин. По поводу места, в котором это происходит, у И.П.Павлова были идеи. Он серьезно подозревал, что таким местом является новая кора больших полушарий. Сейчас мы уже в этом не сомневаемся. Местом возникновения подобного рода ассоциации, новых каналов для передачи информации, является неокортекс. Если уже посмотреть на конкретную анатомию, то получается, что внизу у нас язык, вкусовая сенсорная поверхность, действует пища, сигнал передается по 7, 9, 10 черепным нервам в продолговатый мозг и мост, где расположены и центры вкуса, и соединенные с ними центры слюноотделения; по лицевому языковому 9 и 7 нерву сигнал уходит на слюнные железы. Происходит слюноотделение. Врожденный рефлекс — это дуга, идущая через продолговатый мозг. Но это еще не все. У нас существуют центры вкуса в коре больших полушарий. Информация в них попадает через таламус, что показано зелеными стрелочками. Функциональная анатомия нашего мозга такова, что сигнал тут может ходить в обе стороны — и снизу вверх, и сверху вниз. При восходящем потоке, когда он идет снизу вверх, мы ощущаем вкус, возникают вкусовые ощущения. Но можно стимулировать вкусовую кору. Мы увидим, как идет слюноотделение. Вкусовая кора — это островковая доля на дне боковой борозды. Это поперечный срез больших полушарий. Здесь показана боковая борозда, островковая кора и таламус. Медиальные ядра таламуса передают вкусовой сигнал в островковую кору. Эти зеленые связи тоже существуют врожденно. Наш звонок действует на слуховую кору. Она находится в височной доле. Про это мы рассуждали на прошлой лекции. Здесь тоже никакого обучения пока нет. В результате обучения появляется новый канал для передачи информации. Он появляется в неокортексе. Во многом новая кора предназначена для того, чтобы формировать такие каналы.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Вот другой опыт, более современный. Сейчас на собаках особо уже не работают, хотя в Питере в институте физиологии И.П.Павлова есть человек, который продолжает это делать. Посещение института физиологии И.П.Павлова — очень важное событие для понимания физиологии. Этот институт находится прямо на Васильевском острове, сразу за Ростральными колоннами. Там существует музей И.П.Павлова. Музей И.П.Павлова существует в Колтушах. На Васильевском острове существует музей-квартира И.П.Павлова. Надеюсь, по ходу вашей жизни вы обязательно посетите все эти места и познакомитесь с ними. И.П.Павлов совершил методологический переворот: он придумал, как можно изучать процессы обучения и формирования памяти. Было очевидным то, что мозг учится. А как это исследовать? И.П.Павлов придумал, как максимально упростить эту сложную ситуацию, чтобы можно было изучать это объективными методами. У него произошел прежде всего методологический прорыв, примерно, как у Грегора Менделя. Все знали, что дети похожи на родителей, а Г.Мендель придумал, как это изучать. Подход тот же самый — максимально упростить: все наследование упростить до цвета семян гороха. А здесь — все поведение упростить до капания слюны из слюнной железы. Именно на таком упрощенном фоне становится понятна глобальная логика работы системы. Сейчас в основном работают с обучением на белых крысах. С мышами дело обстоит сложнее, потому что они не такие сообразительные. С более крупными животными встают проблемы содержания. Белая крыса — оптимальный объект. Существует довольно много стандартных поведенческих тестов, которые позволяют оценивать процессы обучения в экспериментах на белых крысах.

https://ppt-online.org/267118

Таким образом, нейросети даже очень разного уровня сложности имеют целый ряд общих принципов функционирования на электрическом уровне и на химическом. Один пример я решил привезти. В работе мозга очень большую роль играет вещество, которое называется дофамином. Вы видите его незатейливую молекулу. В нашем с вами мозге с дофамином связан общий уровень двигательной активности и те положительные эмоции, которые мы испытываем при движении. У нас будет отдельная лекция, посвященная дофамину. Человек, у которого активен дофамин, охотно двигается, занимается спортом, танцует и еще от этого получает удовольствие. Если мы возьмем вещество, похожее на дофамин, и введем его в мозг, или просто человек съест таблетку, или сделает укол, то будет эффект психомоторной стимуляции: захочется двигаться, прыгать, танцевать, попрут положительные эмоции. Типичный наркотический препарат, который характерен для амфетаминов. О них тоже будет отдельный разговор. Амфетамины — это вещества, которые позволяют еще два часа танцевать. Их недаром называют «наркотиками дискотек», дофамин и похожие на него вещества. Оказывается, что в мозге рыбы работает тот же самый дофамин. Если у рыбки много дофамина, то она тоже весело плещется, плавает, прыгает и все такое прочее. Этот эффект используют паразиты. Не самый приятный объект, зато запоминается. Вот рыбка, а в рыбке глисты. Что делают эти глисты? Вы видите два больших глиста, а там есть еще несколько маленьких. Один из маленьких залезает в мозг. Тут показан рыбий мозг. Вот здесь он останавливается и начинает выделять дофамин. Рыбка начинает весело прыгать. Зачем? У этого паразита-червяка окончательный хозяин — это цапля. Выделяя дофамин и заставляя рыбу прыгать, он повышает вероятность того, что именно эту рыбку цапля съест. Весело прыгающая рыбка попадает цапле в желудок, где этот паразит, который раньше занимал целую рыбку, будет аккуратненько сосать уже кровь из цапли. Круг замкнется. Потом из кишечника цапли яйца паразита попадут в воду, заразят новых рыбок, и круг замкнется. Тот же самый дофамин используется даже не просто мозгом рыбы, а паразитом для того, чтобы управлять поведением рыбы. Это все жутко интересно. Таких фактов масса. Наши лекции во многом будут на них основывается.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Эти методы стандартизированы во всем мире, используются еще и в фармакологии, психофармакологии для испытания препаратов, влияющих на память. Здесь представлена одна из таких методик, когда белая крыса помещается в экспериментальную камеру, коробку. По картинке понятно, что с ней происходит. Включается лампочка, горит 10-15 секунд, после этого на пол камеры подается небольшой электрический ток, именно небольшой — никакой особой боли крыса не ощущает, лишний стресс тут не нужен. Возникает неприятное покалывание в лапках, крыса начинает переступать с лапки на лапку и активно смотреть вокруг. Она видит полочку и прыгает на нее. После нескольких сочетаний крыса уже далеко от полочки не отходит, включение лампочки тут же запускает двигательную реакцию. Если все это помещать на крысиный мозг, с сенсорным входом будет связана затылочная кора: зрительные центры и у человека, и у крысы находятся в затылочной коре. Прыжок на полку — это двигательная кора. В основном это задние лапки, а задние конечности находятся в самой каудальной верхней части лобной доли. В начале эксперимента никакого прыжка на лампочку не возникает, это исходно незначимый стимул. По ходу обучения начинает запускаться двигательная реакция. Это означает, что появляется новый канал для передачи информации, связывающий зрительную и двигательную кору. Этот канал ложится через нейросети неокортекса.

Помимо сенсорного входа очень важен положительный эмоциональный фон, удачное срабатывание центров положительного подкрепления. В этот момент должно удачно завершиться некоторое врожденно заданное поведение. Тогда появляются дополнительные сигналы, идущие из центров положительного подкрепления, на фоне которых идет образование нового канала для передачи информации и модификация синапсов в новой коре. Центры положительного подкрепления — зоны, которые связаны с удовлетворением тех или иных потребностей. В павловском эксперименте это пищевая программа, в случае крыс — безопасность. В нашем мозге таких врожденно существующих программ, биологических потребностей, существует почти три десятка групп. Каждая группа связана не только со своей нервной структурой или структурами в стволовых зонах, но и довольно часто связана с выделением весьма специфических нейромедиаторов. Когда крыса прыгает на полочку, то прежде всего в виде эмоционально подкрепляющего фона срабатывает голубое пятно — структура, которая находится в передней верхней части моста. В качестве нейромедиатора она выделяет норадреналин. В этом же направлении еще работает дофамин и эндорфины. Все это подробно изучается. Нейромедиаторная основа положительного подкрепления и положительных эмоций очень важна и с фундаментальной точки зрения, и с точки зрения состояния депрессии, маний, наркологии. Все наиболее значимые наркотики похожи на те или иные нейромедиаторы. Эфедрин и катинон похожи на норадреналин. Это отдельная история. Я читаю межфакультетский курс под названием «Мозг и потребности», где подробно про все это рассказываю. Сейчас нам важно то, что в тот момент, когда удовлетворена потребность в безопасности, когда крыса убежала от неприятного стимула в форме электрического тока, срабатывают норадреналиновые нейроны, выделяется норадреналин, поступает подкрепляющий сигнал, формируется новый канал для передачи информации, который позволяет реагировать на ранее незначимый стимул. Модификация идет на сенсорных синапсах внутри новой коры. Эти синапсы, по сути, предсуществуют. Наша кора устроена наподобие интернета, всемирной паутины, когда сигнал с любого компьютера можно передать на любой другой компьютер: послать письмо с одного компьютера на другой. Но нужно сформировать траекторию. Во всемирной паутине эту траекторию формируют серверы, которые передают сигнал из пункта А в пункт Б. А здесь это происходит за счет модификации, активации работы синапсов. Синапсы, которые активируются, практически во всех случаях в нашей коре являются глутаматергическими синапсами. Они работают за счет выделения глутамата, глутаминовой кислоты, нашего главного возбуждающего нейромедиатора. По ходу обучения происходят пластические модификации синапсов. В каких-то случаях они длятся короткое время, тогда мы говорим о кратковременной памяти. В некоторых случаях они длятся длительное время, тогда мы говорим о долговременной памяти.

Истории про крысу или павловскую собаку являются вполне конкретными примерами. Но ясно, что сенсорный стимул может быть любой, из любой сенсорной системы, разный по параметрам; реакция тоже может быть самая разная: двигательная, вегетативная. Мы можем менять вход, можем менять выход, но при этом сохраняется сам принцип обучения. Если повторно сочетается исходно незначимый стимул и реакция на фоне каких-то позитивных эмоций, на фоне получения биологически полезного результата, то такой стимул начинает, как писал И.П.Павлов, фатально запускать такую реакцию. Между ними возникает ассоциация. Поэтому обучение по павловским принципам в дальнейшем стали называть ассоциативным обучением. Вот такая история.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

С эволюционной точки зрения, учиться очень важно. Вы реагируете на дополнительные сигналы, вы начинаете более богато воспринимать и исследовать окружающий мир, использовать ту информацию, которую вы добыли. У брюхоногих моллюсков с обучением еще не очень хорошо. Есть довольно развитые врожденные рефлексы. Давайте посмотрим, как выглядит жизнь с точки зрения моллюска, который обладает только врожденными рефлексами. Подплывает к нему противная красная рыбка и кусает, откусывает от него кусочек. Моллюску больно, происходит повреждение клеток и тканей. Возникает боль, точнее ее аналог у моллюсков. В ответ на этот сигнал-стимул, моллюск прячется в свой домик, поскольку домик рядом. Это врожденная реакция, вроде отдергивания руки от источника боли. На таком алгоритме можно существовать, но каждый раз от вас откусывают по кусочку. Если у вас нормальные способности к регенерации, то ладно — как-нибудь можно обойтись. Но лучше учиться. Если нервная система моллюсков способна к обучению, тогда цепочка событий будет выглядеть несколько сложнее. Сначала вы будете видеть красное пятно, исходно для вас незначимое, но потом за этим красным пятном будет следовать боль. Ваша нервная система способна установить ассоциацию между красным пятном, болью и последующей реакцией. После нескольких сочетаний вы начнете прятаться в раковину уже при появлении красного пятна. Происходит формирование условного рефлекса, приобретенной реакции. Суть случившегося заключается в прогнозировании значимого события. Нервная система улитки теперь заглядывает немножко вперед и заранее реагирует на опасность. В итоге понятно, какая улитка оказывается более целой, от нее теперь никто не откусывает по кусочку.

Аналогична история с едой. Если у вас нервная система работает только на врожденных программах, то вы ползете и все пробуете, как маленький ребенок, который осваивает мир, ползет и тоже все сует в рот. Если вкусовая система говорит, что поступил белок или углеводы, то это можно съесть. Если еды достаточно, то так можно жить. Но все-таки неплохо бы уметь создавать дополнительные ассоциации. В данном случае ассоциация возможна с запахом. Вокруг крабсбургеров находится облако запаха. Сначала — запах, потом — вкусный, подходящий на вкус, а потом — едим. Возникает ассоциация между запахом и едой. Эта ассоциация будет очень полезна, если вы ползете не прямо на крабсбургеры, а промахиваетесь (по фиолетовой стрелке). Тупая улитка, которая работает только на врожденных рефлексах, поползет прямо. А умная улитка, у которой возникла ассоциация, уже из зоны с запахом не уйдет, будет крутиться, с большей вероятностью найдет пищу. Это здорово. Учиться — очень хорошо: вы лучше избегаете опасности, лучше находите еду, лучше размножаетесь, лучше заботитесь о потомстве — все делаете лучше. В ходе эволюции, когда появляется способность нервных систем учиться, дальше это очень мощно развивается. В конце концов появляется супер существо — человек, который в итоге становится доминирующим видом на планете. Правда, есть не только положительные последствия, но и отрицательные. Но это отдельная история.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Второй вариант деления на разные типы обучения — разделить на типы обучения, которые приводят к формированию кратковременной памяти, и типы обучения, которые приводят к долговременной памяти. Что бы ни происходило, как бы мозг не учился, все равно это изменение контактов между нейронами, изменение свойств синапсов, пластические перестройки. Здесь появился Интернет, как аналогия всемирной паутине. Дальше мы в основном с вами по ходу лекции будем находиться на синаптической уровне. Все основные события, связанные с памятью, происходят именно там. Я думаю, что про синапсы вы знаете достаточно, чтобы понять все, что я сегодня рассказываю. Есть «джентльменский набор» нейромедиаторов — около полутора десятков основных нейромедиаторов, пара сотен вспомогательных, в основном нейропептидов. С их помощью сигнал передается в нервной системе. Медиатор действует на рецепторы. Тут показана пресинаптическая часть с везикулами, дендритный шипик. Эффективность синапса зависит от того, сколько нейромедиатора, как чувствительны рецепторы, как идет инактивация, и так далее. В среднем на нейроне находится где-то 3-4-5 тысяч синапсов, но бывают нейроны и с сотней синапсов. Рекордсменами являются клетки Пуркинье мозжечка. 

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Примерно половина синапсов обычно возбуждающие, половина — тормозные. В итоге конкурируют возбуждающие и тормозные сигналы: что-то делай, а что-то в каких-то условиях не делай. Мы сегодня с вами обсуждаем относительно простую историю, в основном будем о возбуждающих синапсах — глутаматергических. Я надеюсь, что логика работы синапса вам тоже хорошо известна. Когда приходит потенциал действия, открываются кальциевые каналы. Они приводят ко входу кальция. Кальций присоединяется к везикулярным и не только белкам и активирует собственную систему экзоцитоза. После этого медиатор попадает в синаптическую щель, влияет на рецепторы. Если это возбуждающий нейромедиатор, то активация рецепторов приводит к повышению натриевой проводимости, входит натрий, возникает возбуждающий постсинаптический потенциал. Если он достаточно велик, то тогда уже на следующей клетке появляется потенциал действия, сигнал передается дальше.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Для обсуждения первого вида памяти, детального синаптического механизма, нам понадобится именно окончание аксона. Я изобразил тут потенциал действия. Это — кальциевые каналы. Когда они открываются, входят ионы кальция. Их очень много снаружи, в сотни раз выше концентрация. 

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Кальциевый канал открывается обычно буквально на 2-3 миллисекунды. Это сопоставимо с длительностью ПД. ПД длится 1-2 миллисекунды, кальциевый канал — 2-3 миллисекунды. За это время успевают войти несколько сот ионов кальция. Он садится на белки, связанные с экзоцитозом. Если везикула набрала 5 ионов кальция, то происходит экзоцитоз: лопается пузырек, выбрасывается нейромедиатор, влияет на белки-рецепторы. Если не набрала, то в этот раз экзоцитоза не произойдет. Порядок явления примерно такой — в ответ на один ПД лопается примерно полсотни везикул. Дальше происходит очень важный момент — тот кальций, который вошел, быстро выкачивается из цитоплазмы пресинаптического окончания с помощью белков-насосов либо обратно в межклеточную среду, либо в каналы эндоплазматической сети. Это важно, чтобы остановить экзоцитоз. Иначе кальций начнет перескакивать с пузырька на пузырек, процесс уже сложно будет контролировать. Выкачивание кальция идет довольно медленно — медленнее, чем вход; медленнее, чем запуск экзоцитоза.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Эта относительная неспешность вывода кальция с помощью белков-насосов и лежит в основе первого вида памяти, который мы будем с вами обсуждать. Этот вид памяти называется суммация. У меня нет времени рассказывать про экзоцитоз подробнее. Я надеюсь, вы и так много чего знаете. Это очень важная область современной физиологии. В 2013 году Томас Зюдхоф получил вместе с коллегами Нобелевскую премию за детальное описание экзоцитоза. Там явно прозвучало 3+2 кальция. Кому интересны детали, можете посмотреть на замечательном сайте biomolecula.ru забавный комикс, который нарисовала Ксения Сайфулина, наша студентка, а потом аспирантка биофака. Там хорошо описан процесс экзоцитоза в виде вечеринки. Собралось несколько белков, потусили, все разбили, потому что везикула лопнула. Зато было весело и классно, обязательно когда-нибудь еще соберемся.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Первый вид памяти, который мы сейчас будем обсуждать на синаптической уровне, называется суммация. Хотя все главное происходит на синаптическом уровне, сначала надо осознать, как это выглядит на уровне поведения. Суммация — это такая ситуация, когда у нас есть исходно незначимый стимул, на который мы не реагируем. Но если этот стимул будет повторно появляться с небольшим интервалом, то на 5-10 раз нервная система отреагирует на этот стимул. Одиночный стимул является незначимым, а повторение — уже значимо. Таких ситуаций у нас по жизни довольно много. Вы сидите дома что-то делаете, вдруг услышали, что вода капает из крана. Может, она уже 2 недели капает, но именно здесь и сейчас это повторное капание дошло до ваших нейросетей, они обратили ваше внимание на данное событие. Или вам показалось, что у вас заболел зуб. Вы потрогали — вроде не болит, потрогали — вроде болит, потрогали — а он как заболит. Вот такое суммирование, наложение нескольких сенсорных воздействий.

За изучение суммации в 2000 году была вручена еще одна Нобелевская премия Эрику Канделу. Классические работы по суммации, первые мощные работы по синаптическим механизмам обучения проделаны даже не на белой крысе, а на голожаберном моллюске — аплизии. Это здоровенный морской слизняк, который живет в Тихом океане, ползает по водорослям, ест водоросли. Его нервная система состоит примерно из 20000 нейронов. Он невкусный, поэтому его никто не ест. У него нет раковины. Но у него осталась мантийнай полость, в которую он прячет жабры, потому что жабры — штука нежная, лучше о них заботиться. У аплизии есть рефлекс наподобие нашего рефлекса отдергивания, когда при механическом воздействии жабра прячется в мантийную полость на несколько секунд, потом обратно выставляется, потому что надо дышать. Нервная система моллюсков состоит из крупных нейронов, настолько крупных, что можно стеклянные микроэлектроды разместить не только в постсинаптическом нейроне, но и в пресинаптическом, и оценить различные процессы. Э.Канделу и его сотрудникам удалось это сделать в ходе своих работ. В частности, они зафиксировали у аплизии суммацию и описали ее синаптический механизм. В качестве стимула использовалась струйка воды из трубочки для коктейля. Это лучше, чем тыкать палочкой: можно более тонко дозировать силу стимула.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Было получено два графика. Слева изображена рефлекторная дуга, реакции втягивания жабры. Номера один — это мышца, которая втягивает жабры. Номер два — это мотонейрон, который управляет этой мышцей. Номер четыре — это сенсорный нейрон и его чувствителный отросток (аналог кожной чувствительности у нас с вами), направляющийся к поверхности жабры. Аксон идет к мотонейрону. Если сильно воздействовать на жабру, возникнет несколько потенциалов действия. В этом синапсе выделится много глутамата, глутаминовой кислоты, обязательно возникнет ПД в мотонейроне, произойдет рефлекс. Тут ничего интересного нет. Это врожденная реакция на сильный стимул. Очень важно подобрать правильную интенсивность воздействия — такую, чтобы в ответ на воду из трубочки возникал одиночный ПД на сенсорном нейроне. Такого одиночного ПД окажется недостаточно для запуска импульса в мотонейрон, жабра не втянется, мышца не сработает. Но если мы теперь будем повторять воздействие каждые 5 секунд, то мы увидим, что на 6-8-10 раз жабра втянется, произойдет суммация. Повторное слабое воздействие накопится, заработает синапс. Возникнет новый канал для передачи информации. Э.Канделу удалось показать, что в основе лежит накопление кальция в пресинаптическом окончании, не очень поспешная работа белков-насосов, которые удаляют кальций из пресинапса.

Что это за два графика? Сверху показано изменение концентрации кальция в пресинаптическом окончании. Снизу — постсинаптические потенциалы, электрические события постсинаптической клетки. Первый раз подули на жабру водой — возник ПД, вошла порция кальция в пресинаптическое окончание (где цифра 3), в ответ на это лопнуло некоторое количество везикул, на мотонейроне возник ВПСП. Но он мал, не доходит до порога запуск ПД. Дальше кальций начинает удаляться. Тут важен интервал — еще не весь кальций убрали, а тут следующий стимул, еще порция кальция. Поскольку не весь кальций убрали, то лопнет больше везикул: на некоторых везикулах осталось 1-2 иона кальция. Лопнет не 50 везикул, а где-то 70. ВПСП возникнет больше. Потом еще раз, еще раз, еще раз. За счет накопления кальция все больше везикул выбрасывает глутамат, все выше активация рецепторов, выше ВПСП. На данной схеме на пятый раз ВПСП настолько велик, что запускает потенциал действия. Раньше не реагировали, а теперь отреагировали. Вот такая история суммации.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Если реакция появилась, то она уже будет возникать на каждый очередной стимул. Чем чаще стимуляция, тем быстрее возникнет суммация. Никаких особых ухищрений для возникновения суммации не нужно. Она может появляться на любом синапсе. Если оставить синапс в покое на несколько минут, то весь кальций все-таки удалят, все это опустится в ноль. Нескольких минут достаточно, чтобы все последствия суммации исчезли. Это явно кратковременная память, короткая кратковременная память — память буквально на несколько минут. Мы ей по жизни тоже пользуемся. Представьте себе, что вы идете на занятия в аудиторию. Вам сказали, что занятие будет а аудитории 586 д. Вы идете и повторяете про себя номер аудитории. Это вы как бы дуете на свою мозговую жабру, чтобы не забыть. Тут вам звонит кто-то значимый для вас. Вы проговорили буквально 5-10 минут. После разговора обращаетесь к мозгу: «Мозг, куда идем?». А мозг говорит: «А я не помню. За то время, пока ты говорил, весь кальций кончился». Вот такой вариант. Он все равно адаптивен, потому что вы действительно начинаете реагировать на исходно незначимый стимул из-за того, что этот стимул повторно появляется. Но память сохраняется на очень короткое время. Вот история номер один.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Теперь переходим ко второму варианту, второму виду обучения — долговременной потенциации. Несмотря на название, это тоже кратковременная память, но уже на несколько часов. Еще ее называют памятью текущего дня. Здесь уже понадобится не абы какие синапсы, а строго определенные синапсы с NMDA-рецепторам. NMDA-рецептор — важнейший тип рецепторов к глутаминовой кислоте. Я надеюсь, что вы знаете про разнообразие рецепторов к глутамату: про никотиновый и мускариновый рецепторы вы точно знаете, насчет глутамата — не очень уверен, но надеюсь. NMDA-рецептор к глутамату — это ионотропный рецептор, который обладает очень специфическим свойством. Он может закрываться ионом магния. Если магний встает в устье NMDA-рецептора, то рецептор не работает. Если магний удалить, то рецептор заработает, синапс тоже заработает. Возникнет новый канал для передачи информации. В основе феномена долговременной потенциации лежит выбивание магниевых пробок из NMDA-рецептора. Здесь показан сам нейромедиатор, глутаминовая кислота, наш главный возбуждающий нейромедиатор.

Давайте мы сначала опишем феномен долговременной потенциации на поведенческом уровне. Нейросеть способна к долговременной потенциации, если мы наблюдаем в ее случае следующую последовательность событий. Мы даем слабый стимул — реакции нет. Дальше мы даем сильный стимул — такой, чтобы вызвал реакцию. Если нейросеть способна к долговременной потенциации, то даже через несколько часов после сильного стимула эта нейросеть реагирует на слабый стимул. Вы даете сильный стимул, ждете 10 часов, даете слабый стимул и видите, что реакция есть. В следующем эксперименте вы даете сильный стимул, ждете 15 часов, даете слабый — реакция есть. В следующем эксперименте вы даете сильный стимул, ждете 20 часов и видите, что реакции нет: нейросеть забыла. Это долговременная потенциация. Увеличение эффективности синаптической передачи сохраняется в течение нескольких часов, механизм выбивания магниевой пробки.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

За счет чего можно удалить магнитную пробку? За счет подъема заряда в нейроне до уровня -30 мВ. Если заряд оказывается выше, то магний удаляется, рецептор и канал из положения «off» (выключен) переходит в положение «on» (включен). Как можно поднять заряд выше -30 мВ? Например, с помощью потенциала действия, это самый очевидный вариант. Во время ПД вершина ПД соответствует +30 мВ. Поэтому магниевые пробки выбиваются с гарантией, возвращаются обратно только через несколько часов. Это если вы работаете на срезе гиппокампа. В реальном мозге это происходит в основном во время сонного состояния. Поэтому долговременную потенциацию называют еще памятью текущего дня. Синапсы, способные к долговременной потенциации, содержат и NMDA-рецепторы, и не NMDA-рецепторы, глумататергические рецепторы другого типа. Их довольно много. Это AMPA-рецепторы, каинатные рецепторы, 8 типов метаботропных рецепторов к глутамату. Возможность богатая. Синапсы способны к долговременной потенциации, на них NMDA-рецепторы, пока что этот рецептор закрыт магниевый пробкой, и не NMDA-рецепторы, которые способны реагировать на глутамат. Дальше мы даем слабый стимул. Сверху показан кусочек пресинаптического окончания. Мы даем слабый стимул, выделяется немного глутамата, работают не NMDA-рецепторы. В итоге ВПСП невелик, ПД не возникает. Мы даем слабый стимул, нейросеть на него не реагирует. Дальше мы дает сильный стимул — серия ПД на пресинапсе, выделяется много глутамата. Несмотря на то, что на глутамат пока что реагирует только не NMDA-рецепторы, глутамата много, в итоге запускается ПД на постсинаптическом нейроне. Возникает потенциал действия, который тут нарисован.

Вершина ПД — +30 мВ. Происходит выбивание магниевых пробок. Наш синапс из левой картинки переходит в состояние, изображенное на правой картинке. NMDA-рецепторы уже без магния. Даже если будет слабый стимул, выделится немного глутаминовой кислоты, но это глутаминовая кислота будет нажимать на много рецепторов, ВПСП будет велик, ПД будет возникать, пока не возвратятся магниевые пробки, система будет помнить о том, что был сильный стимул. Будет сохраняться новый канал для передачи информации. Больше всего таких синапсов находится на входе в гиппокамп. Для этих синапсов показано, что количество NMDA-рецепторов обычно в 5-10 раз больше, чем не NMDA-рецепторов. Выбивание магниевых пробок способно повысить эффективность синапса практически на порядок.

https://www.youtube.com/watch?v=0b8T97prbNg

Та же самая картинка изображена немного по-другому. На предыдущей картинке тоже изображен ионотропный не NMDA-рецептор, например AMPA. А здесь в качестве не NMDA-рецептора нарисован метаботропный рецептор к глутаминовой кислоте. Показана передача с помощью вторичного посредника, открывание натриевых каналов. Для NMDA-рецепторов характерно то, что входит не только натрий, но еще и кальций.

У нас там два десятка сущностей. Одна говорит: «Я хочу лениться, вообще никуда не пойду, буду на диване лежать»,  а другая говорит: «Слушай, столько интересного в мире, пойдём, что-нибудь узнаем». Если вы каждый день делаете одно и то же, то ваш мозг реально начинает тупеть. Стресс начинается в голове, а потом расползается по сердечно-сосудистой, эндокринной, иммунной системе и вот вы уже пять лет жизни потеряли. Голова не для этого, она для того, чтобы думать.

Ведущая. Вячеслав, здравствуйте! Спасибо, что пришли к нам в гости. Очень волнительный момент, потому что когда сидишь напротив мегамозга, трудно импульсы удерживать, коленки всё равно немножко трясутся.

Вячеслав Дубынин. Да, ладно Ирина. Добрый день. Спасибо, что позвали.

Ведущая. Вы очень часто говорите, что мозгом можно пользоваться профессионально. Что значит профессиональное использование мозга Вячеславом Дубыниным?

Вячеслав Дубынин. Это, как сейчас говорят, тайм-менеджмент. Вы четко планируете свой день, вы рассчитываете силы на каждый кусочек, на каждое дело и вы составляете некий список дел, за которые дальше держитесь. И там в этом списке дел должны быть и какие-то возвышенные вещи, вроде чтения лекций и какие-то спорт прогулки, обязательно сон в правильном количестве и, конечно, общение с родными и близкими, иначе, откуда возьмётся позитив. И плюс, конечно, всё-таки более-менее осознанное питание, не травить мозг всякой гадостью.

Ведущая. Мы можем модифицировать свой мозг?

Вячеслав Дубынин. Мы этим занимаемся ежеминутно, ежедневно. Конечно. Мы модифицируем, он нас модифицирует. Вот такое содружество.

Ведущая. Вы говорите очень много о том, что мозг наш эволюционировал в процессе, наши первостепенные потребности были довольно небольшими и, в общем-то, они ограничивались безопасностью. Да?

Вячеслав Дубынин. Когда мы были червяками? Вы про это?

Ведущая. Когда мы были Homo sapiens на первичном этапе и он очень долго продолжался.  Мне просто интересно, с точки зрения эволюции. Вот мне очень понравилась ваша фраза, что эволюция задумала всё таким образом, что то, что для человека жизненно необходимо, приносит ему радость. Поесть хочет – поел, радость. Продолжение потомства необходимо для того, чтобы вид выживал. Совокупление – радость. А вот в процессе современной эволюции, понятно, что мы вот так живём совсем недолго, но если сравнивать с предыдущим периодом, то какие, может быть другие, потребности появились у нашего мозга?

Источник: https://www.youtu.be/Cwgih_YmC0Q

Вячеслав Дубынин. Ира, я, пожалуй, не использовал бы здесь понятие эволюция, потому что вот мы биологи договорим об эволюции, когда гены меняются, а это процессы, которые длятся тысячи лет, а то и десятки тысяч лет. Поэтому с этой классической точки зрения, человек медленно эволюционирует и за последние 3-4 тысячелетия особо не изменился. Но у нас идёт эволюция социальная, то есть мы в отличие от большинства животных можем набирать какие-то знания не за счёт использования генов, а просто за счёт общения с другими людьми.

У нас есть такая замечательная штука под названием зеркальные нейроны, и мы смотрим, как ведут себя наши родители, учителя и прям файлы вот так раз и переписываем, переписываем в свой мозг. И в итоге каждый человек стартует не с нуля, а с того уровня, до которого дошла цивилизация. Строго говоря, наш мозг не очень отличается от мозга древнего египтянина, но мы начинаем-то совсем с других точек отсчета и, пожалуйста, человек XXI века.

Биологи в основном всё-таки занимаются потребностями, которые совсем изначальные. Опять же еда, безопасность, размножение.  Хотя среди них есть и очень возвышенные потребности, например, эмпатия или стремление лидировать, или, например, любопытство, творчество. То есть это тоже врождённо вставленные программы, но есть программы, которые на нас дополнительно вешает социум, но это обычно какая-нибудь мелочёвка, типа, одеваемся по моде  или участвуем в каких-то движухах и тусовках или ещё что-нибудь.

Ведущая. Но при этом можно ли воспитанием, образованием, внешним воздействием абсолютно изменить психотип человека или это не возможно?

Вячеслав Дубынин. Совсем абсолютно, я думаю, что не получится, а кое-какие корректировки вносить можно, но это опять же очень по-разному для разных программ. Скажем, голод, там воспитывай, не воспитывай, а как установлены у тебя центры аппетита, с ними что-то сделать очень сложно. Поэтому люди десятилетиями сидят на диете, борются с собственным организмом. А есть центры, которые очень здорово откликаются на обучение, например, программы, связанные с лидерством. То есть если вас аккуратно воспитывать, из вас можно вырастить инициативное лидирующее существо, которое готово что-то такое предложить и  повести за собой, показать пример. А если вас тюкать на каждом жизненном шагу,  то вы будете исполнителем, тихим, скромным и на всё согласным.

Ведущая. А сколько в среднем в человеческой жизни программ?

Вячеслав Дубынин. Таких больших около 20 групп. Но там внутри каждой программы ещё программы, это такая матрёшечка. И что важно, эти программы все время друг с другом конкурируют. Понимаете? То есть у нас там два десятка информационных сущностей и одна говорит: «Я хочу лениться, вообще никуда не пойду, буду на диване лежать». А другая говорит: «Слушай, столько интересного в мире, пойдём, что-нибудь узнаем». А третья говорит: «Давай подвигаемся. Классно ведь двигаться. Суставчики скрипят, мышцы напрягаются». И так далее. Одна говорит: «Давай поедим. Третья: «Давай размножимся». Четвертая говорит: «Давай поспим, наконец-то, как следует».

Источник: https://mguu.ru

Ведущая. И что делать?

Вячеслав Дубынин. Выбирать. Вот это наше «Я», сознание, сидит как начальник. В идеале. В идеале это должен быть осмысленный начальник. А все эти программы сообщают ему, насколько велики их потребности. Это как правительство и субъекты Федерации. Представьте себе.  «Вот у меня такие проблемы. Может, мне поможете?  А у меня такие». И наше сознание в идеале должно выбирать ту программу, на которую сейчас будет направлено наше поведение, чтобы именно эту потребность удовлетворить.

Ведущая. А если говорить про сбой не поведенческий, а сбой, так сказать, механический. Смотрим на мозг, как на механизм. Где там чаще всего случаются сбои и к чему это приводит?

Вячеслав Дубынин. Это в смысле, если по башке чем-то тюкнуть, какой-то палкой-копалкой? Да?

Ведущая. Это смотря в какую сторону попадешь, я так понимаю.

Вячеслав Дубынин. В этом случае, конечно, больше всего страдает поверхность. В принципе действительно больше всего страдает поверхность, кора больших полушарий, потому что она эволюционно более новая. Вот представляете, скажем, те же автомобили.  Какую-то модель выпускают уже 20 лет и в ней уже все детали и всё-всё-всё отлажено, отконтролировано, а что-то только начали выпускать и потом возвращают половину партии, чтобы что-то исправить. Примерно так же у нас мозги. То есть те зоны, которые давно эволюционируют и достались нам ещё от наших предков рыб, от предков рептилий, не говоря уже от предков каких-то грызунов. Они работают чётко, они уже почти не ломаются. Вот у акулы мозжечок не хуже нашего, у неё отлично работает и у нас отлично работает, крайне редко ломается.  А вот новые зоны, кора больших полушарий и особенности зоны, которые связаны с речью, с тонкими движениями, то есть очень человеческие зоны, которые развиваются последние несколько сотен тысяч лет, они как раз и чаще всего дают сбои. Та же шизофрения или та же эпилепсия, всякие депрессивные изменения – это всё связано с тем, что называют неокортекс, новая кора.

Источник: https://runnersclub.ru/blogs

Ведущая. А есть стереотип, что люди с отклонениями, с болезнями, с той же шизофренией или эпилепсией более талантливые. Это правда или нет?

Вячеслав Дубынин. Мне кажется это такой успокаивающий стереотип, потому что на самом деле, конечно, любое заболевание  мешает нормальной работе мозга. И только в редких случаях какая-то патология как-то вот причудливо существует в психике человека, что  как-то подталкивает его одарённость.

Ведущая. Ван Гог, Гоголь.

Вячеслав Дубынин. Да. Бывает так, что эпилептический припадок вызывает перед своим началом некие галлюцинации и дальше Ван Гог рисует какие-то такие штуки на небе. Или у шизофреника такое необычное мышление, что он порой может придумать некие сюжеты литературного произведения, иногда такие заковыристые математические теории и порой даже думают они не цифрами, а какими-то такими образами, которые правда потом действительно выливаются в физические и математические законы физики. Но гораздо чаще, конечно, патология мешает работе мозга, то есть гениальные эпилептики и шизофреники это, к сожалению, скорее исключение.

Ведущая. А что вообще разрушительно для нашего мозга,  чего делать нельзя ни в коем случае?

Вячеслав Дубынин. Нельзя, например, биться головой о стену, вы нанесете большие травмы своей нервной системе и как бы повторные сотрясения мозга не полезны и у боксёров чуть ли не профессиональная болезнь – это паркинсонизм и даже у футболистов, потому что представляете, сколько футболист за свою карьеру стукнет головой по мячу. А голова для этого, она для того чтобы думать. Дальше понятно, что нельзя хронически находиться в состоянии стресса. Если вас загнала жизнь в это состояние, ваши мозги уже работают всё хуже и хуже и не только мозги, а все системы, потому что стресс начинается в голове, а потом расползается по сердечно-сосудистой, эндокринной, иммунной системе. И вот вы уже 5 лет жизни потеряли из-за того, что последние три года живёте в состоянии хронического стресса.

Депрессия наползает и вы, соответственно, не можете эффективно существовать. У вас был потенциал, а вы его не использовали. Это же обидно. Может быть Господь вам дал эти возможности или эволюция вам дала эти возможности, неважно, они у вас были, а вы их вот так растранжирили или занимались совсем не тем. И, конечно, всякие тяжёлые воздействия,  те же наркотики. Это же ужаснейший удар по нейросетям. А есть такие препараты, которые с первого раза могут скрывать крышу,  героин или ЛСД, то есть тяжёлые галлюциногены. Даже один приём порой приводит мозг на долгое время в плохое состояние. Я про это на своих лекциях рассказываю и вот как раз зимой была история, когда ко мне подошёл молодой человек и говорит: «Да-да,  прямо вот про меня рассказали. Мы с друзьями покурили слегка чего-то и пятерым хоть бы что, а я три месяца в реанимации и до сих пор в себя не пришёл. Я знал несколько языков, теперь это у меня тяжело восстанавливается».

Источник: https://nplus1.ru/news/2016/04/12/lsdbrain

Ведущая. Вы упомянули стресс. Давайте чуть-чуть уйдём в биологию. Можете объяснить, что такое стресс, как он выглядит в нашей голове? Что происходит с нашими нейронными сетями?

Вячеслав Дубынин. Если брать исходное определение, которое ещё Ганс Селье дал в начале XX века – это некое напряжение всего организма, нервной системы, связанное с какой-то проблемой. То есть нужно мобилизовать ресурсы и очень интенсивно функционировать. В момент стресса вы тратите кучу энергии, должны думать интенсивно, интенсивно двигаться. 

Источник: https://aif.ru/health/life/1115726

Добрый день. Очень часто задают вопрос, как сделать так, чтобы наши нейроны функционировали более мощно, более быстро. Наверное самая популярная тема. Профессионалы говорят — наш мозг работает на 5% или на 7%. Как сделать, чтобы больше.

Ответ — больше не значит лучше. Потому что на самом деле если смотреть на то, какие задачи решают наши нервные клетки, то для каждой конкретной задачи нам нужна своя совокупность нейронов и 5% вполне достаточно. Если возбуждено больше нервных клеток, они будут мешать. Наши нервные клетки всё время генерируют импульсы и в своё время стало понятно — если они генерируются с частотой 10  импульсов в секунду, 5  импульсов секунду,  то это такой фоновый шум. А вот если 15-20 импульсов в секунду, 20 гц, то это уже явно какие-то потоки информации передаются.

Дальше представьте себе, что вы берёте и вживляете внутрь мозга много-много датчиков. Например, в мозг лабораторной мышки и вы видите, что из тех сотен нейронов, которые вы регистрируйте действительно только порядка 5-7% в каждый момент времени работает с частотой выше 10 герц. Вот откуда появились эти цифры. Для решения каждой задачи нужна довольно ограниченная, популяции нейронов. Если будет работать больше, то они будут мешать. Заработает 10-15 процентов — вы вообще мысли не соберете.

Источник: https://4brain.ru

Заработает 25-30% — это эпилептический припадок. Это парадоксально. Но это так.  В хорошо работающием мозге активно передают информацию не больше нейронов, а наоборот — меньше. Должны работать специалисты, а остальные должны помалкивать и не мешать. Поэтому первый способ сделать деятельность нашего мозга активнее — это успокоиться, снять лишнюю активацию, лишние эмоции, лишний шум, который возникает из-за того что вы, допустим, не спали. Перевозбуждение или какие-то другие проблемы. Вплоть до неудобной одежды и обуви или вовремя не сходили в туалет. Любая такая активация она не полезна. Прислушайтесь к своему телу: где я перевозбуждён? Может быть нужно выключить музыку, может быть нужно сделать свет немножко помягче, может быть убрать запах, потому что ну не все любят когда в комнате какие-нибудь парфюмы присутствуют, какие-то дезодоранты.

Источник: https://dreamsong.ru/articles

Можно успокоиться при помощи медитации, дыхательной гимнастики. Самое классическое упражнение — это на 4 счёта вдох, задержали на 4 счёта — выдох, задержали на 4 счёта. Вот такой квадрат. Итак первый способ — это успокоиться. Второй способ — это посмотреть, не устали ли вы в какой-то зоне и в какой-то функции по-настоящему. Утомления возникают иногда довольно специфично. Иногда в целом нервная система устаёт. Это то, что ещё Иван Петрович Павлов назвал «запредельное торможение». Это значит мозг вышел за пределы своей работоспособности.

Довольно частая история, когда утомляется наш гиппокамп. Гиппокамп — это структура, которая находится в глубине височных долей мозга и управляет кратковременной памятью. Что-то вроде оперативного запоминающего устройства в компьютере, оперативная память. Я думаю все в курсе, что в том же компьютере оперативная память гораздо меньше чем память долговременная. Та же история в нашем мозге. Гиппокамп не большой, — если вы в течение буквально 2-3 часов будете его грузить однотипной информацией, он может переполниться и вы будете ощущать некую ментальную усталость. Потому что занимаетесь чем-то очень однообразным. В этом случае можно просто сменить вид деятельности. Был, например, зрительный поток информации, а теперь пошёл слуховой поток. 

Источник: https://psyfactor.org/neuropsy/hippocampus-limb.htm

Самая лучшая смена деятельности — это смена ментальной деятельности на физическую активность. Устройте себе физкультпаузу минут на 10-15-20. Поверьте, это окупится. Наш мозг так устроен, что за двигательную активность в нем отвечают 2/3 нейронов — это мозжечок, это базальные ганглии, это двигательная кора. Когда мы начинаем активно двигаться, те части мозга, которые занимаются обработкой сенсорной информации, с одной стороны вроде бы отдыхают, а с другой стороны, они от двигательных центров получают правильную активацию. Она позволяет привести многие зоны коры больших полушарий в более работоспособное состояние. В этом смысле движение — очень хороший источник правильного тонуса. И, кстати, дофамин. Дофамин — это нейромедиатор, который выделяется у нас, когда мы узнаём новое. Но есть особые дофаминовые популяции, которые выделяют нейромедиатор когда мы двигаемся. Это прежде всего нейроны чёрной субстанции.

Источник: https://megapteka.ru/specials

Иногда утомление возникает просто потому что мы не поели. Наш мозг очень энергозатратный. Каждой нервной клетке нужна глюкоза. Думаю вы в курсе, что мозг съедает чуть ли не 20% всей энергии организма. При этом не так важно: вы в спокойном состоянии или вы интенсивно думаете. Даже если вы интенсивно думаете, активируется довольно небольшая часть нейронов. А остальные продолжают фоновую активность, а эта фоновая активность заключается в генерации электрических импульсов. На каждый электрический импульс нужно потратить довольно много энергии. Поэтому или вы сидите спокойно, или активно думаете, прироста энергопотребления почти не происходит. Буквально 5-10%. Даже спокойный мозг всё равно съедает много энергии. При ментальной активации эти затраты не так уж сильно увеличиваются.

Источник: https://www.pletnevskiyinn.com

Слово «стресс» стало очень распространенным. Из научного термина оно вошло в обиход. Когда-то Ганс Селье придумал этот термин, описывая ситуацию напряженного функционирования нервной системы, всего организма. Например, ситуация, когда белую крысу помещали в холодную воду. Это стресс: меняется работа внутренних органов, эндокринной системы, нейросетей. Все это исследовалось. Сейчас очень развиты те направления в науке, которые оценивают последствия острого стресса (это отдельный круг истории) и последствия хронического стресса. Это достаточно разные сферы. У каждого вида стресса есть свои опасности. Особенно опасен хронический стресс, который может приводить к истощению организма, к выгоранию.

Откуда берется стресс? Откуда берутся препятствия, которые нужно преодолевать? Они могут прийти с любой стороны, даже с самой неожиданной. Наиболее простая история — это боль. Болевой сигнал говорит о том, что с нашим организмом что-то не в порядке. Болевое ощущение является сигналом о повреждении клеток и тканей. Что-то порезали, обожгли, придавили, как-то не так пошло пищеварение в кишечнике — повреждаются клетки и ткани, выделяются особые молекулы, которые действуют на нервные волокна.

По этим нервным волокнам боевой сигнал приходит в наш спинной и головной мозг и добирается до центров, связанных со стрессом, страхом, агрессией. Это называется оборонительным поведением. При этом мы испытываем очень серьезные негативные эмоции и ищем способы уйти от источника болевого сигнала. Боль имеет первый приоритет. Если случилась боль, мы склонны все бросить и разбираться, почему у нас закололо в правом боку или заболел палец на левой руке. Это важно, потому что нужно устранить повреждение, опасность. При этом мы испытываем негативные эмоции, которые опосредуются определенными молекулами, например кортиколиберином, холецистокинином-4. Есть определенные вещества, которые отвечают за генерацию негативных эмоций. Когда мы преодолеваем проблему, тогда и идет выделение норадреналина.

Источник: https://ai-news.ru

Основная структура, в которой находятся тела нервных клеток, генерирующих норадреналин, называется голубое пятно ( лат. locus coeruleus). Эта структура находится очень глубоко в стволе нашего мозга. Как устроен наш головной мозг? Большие полушария, мозжечок и центральная часть — ствол, как у дерева. На этом стволе растут большие полушария (большая крона), мозжечок (там тоже два полушария — крона поменьше), центральная стволовая область. Это наши самые древние структуры, древние центры. Сначала идет промежуточный мозг, потом — средний, где находятся дофаминовые нейроны, а еще ниже находятся мост и продолговатый мозг. Дальше уже идет спинной мозг. В верхней передней части моста мы обнаруживаем нервные клетки, окрашенные в слегка голубоватый цвет. Поэтому голубое пятно так называется. Это нейроны, которые рассылают свои отростки по всему мозгу. Из окончания этих отростков выделяется норадреналин. Получается, что нейронов вроде немного, а проекции расходятся по всей нервной системе и обеспечивают психическое сопровождение стресса, общую активацию, повышение двигательной активности, снижение болевой чувствительности во время сильного стресса. Мы учимся преодолевать препятствия на фоне норадреналина. Это все очень важно. Важен эмоциональный компонент. Сам по себе стресс часто идет на фоне негативных эмоций. Но когда мы справились с проблемой, тогда возникают позитивные эмоции, молекула норадреналина проявляет себя очень ярко. Стресс может возникнуть от боли или от любого другого слишком сильного сенсорного сигнала: неприятный запах, слишком громкий звук, слишком яркий свет.

Источник: amic.ru/news/voprosdnya

Еще наш мозг очень не любит неизвестность, неопределенность. Немножко неизвестности и неопределенности — это хорошо, это новизна. Тогда вырабатывается дофамин, мы исследуем некое явление. Но важно, чтобы этой новизны было не слишком много. Если ее чересчур много, тогда непонятно, что делать. Чем больше новизны, изменений (настала опять эпоха перемен), тем больше шанс того, что вместо радости исследования мира вы начнете испытывать негативные эмоции, будет возникать тревожность или агрессивные реакции. Чуть-чуть новизны — хорошо; много новизны — уже непонятно, как реагировать; слишком много новизны — точно запускается оборонительное поведение, у нас возникает состоянии стресса. Точка перехода от любопытства к тревоге очень индивидуальна. Она является одной из основных характеристик нашей личности. Есть люди, которые даже при небольшом уровне новизны уже складывают лапки и говорят: «Нет, нет. Что-то мне страшновато. Пожалуй, я ничего делать не буду.

Источник: https://www.pletnevskiyinn.com

Добрый день, дорогие слушатели. Это видео должно появиться на канале 5 января 2022 года. 5 января — самый разгар новогодних праздников, поэтому пора немножечко посмотреть на свой организм, на свое здоровье и оценить состояние мозга, который явно отягощен предыдущими днями слишком интенсивного питания, порой гиподинамии и употребления алкоголя. Так принято в нашем социуме, что самые разные мероприятия, праздники сопряжены с потреблением алкоголя. Это не только наш культурный пласт. Если посмотреть на историю человечества в плане использования замечательной молекулы C₂H₅OH, все это уходит в глубину веков. Древние шумеры уже исправно варили пиво и пили его через соломинку, что отражено на соответствующих барельефах.

Давайте немножко поговорим об алкоголе, о том, как он воздействует на мозг, чтобы осознанно относиться к введению данной молекулы в организм. Начнем с того, что C2H5OH, этиловый спирт, не является для нас чужой молекулой. По ходу распада глюкозы в наших клетках в небольшом количестве возникает этиловый спирт. Поэтому в крови даже закоренелого трезвенника присутствуют следы этилового спирта. Поэтому у нас в организме существуют ферменты, которые разрушают данную молекулу: алкогольдегидрогеназа — самый главный фермент; еще несколько ферментов, которые дальше доводят продукты распада этилового спирта до уровня углекислого газа и воды. Если бы не было таких ферментов, то этиловый спирт был бы для нас так же токсичен, как метиловый. Наверное, тогда люди не пили бы. Но все случилось так, что все-таки C2H5OH является значимой молекулой, причем не только для человека, но и для животных.

Источник: https://pikabu.ru/story

Порой мы наблюдаем, как что-то происходит с нашими снегирями и свиристелями, которые наелись перебродившей рябины. Как-то показывали небольшой клип, в котором слон, наевшись забродивших фруктов, очень весело бегает по автостоянке и садится на капоты автомобилей; автомобили включают сигнализацию, веселье, суета; слону тоже очень весело. А что с ним делать — непонятно, потому что слон был африканский. Это вам не индийский маленький слон, а здоровенная штука. Приходится ждать пока он наиграется и уйдет.

Введение этилового спирта в организм является воздействием, обладающим вполне конкретными физиологическими эффектами. Данная молекула включена в целый ряд обменных процессов. Кроме того, C2H5OH — это вещество, которое вообще не ведает границ в нашем теле. Данная молекула является и водорастворимой, и жирорастворимой. Поэтому она заполняет нас равномерно от макушки до пяток и воздействует на все органы, все системы. Поскольку мозг — самая чувствительная система, то мозгу первому и достается.

Источник: https://www.turbosquid.com

Первый пункт — сколько этилового спирта переносит наша нервная система. Здесь все весьма индивидуально, но усредненные цифры все-таки существуют. В качестве малой дозы алкоголя рассматривается количество этилового спирта в 20-30 г спиртового эквивалента: 20 г — для женского организма, 30 г — для мужского. У мужчин ферменты разрушения алкоголя работают более интенсивно. Что такое 20 г спиртового эквивалента? Это примерно 200 г вина или бутылка пива. Это верхняя граница малой дозы. Если вы хотите остаться в пределах малой дозы, я бы все-таки советовал употреблять не 20-30 г, а скорее 10-15 г спиртового эквивалента. На этом уровне мы наблюдаем воздействие алкоголя прежде всего на дофаминовую систему. Дофамин — наш важнейший нейромедиатор положительных эмоций. Влияние алкоголя на дофаминовые синапсы приводит к тому, что эти синапсы работают более интенсивно, происходит больший выброс дофамина. Это в свою очередь означает психомоторную стимуляцию — немножко повышается настроение, двигательная активность, снимается усталость. Это бокал шампанского для веселья. Важно чувствовать дозу. Поскольку алкоголь разрушается, вы можете выпить один бокал шампанского до Нового года, потом еще бокал шампанского через некоторое время после Нового года. Остаться в пределах малой дозы — это хорошая идея. Вы так и будете продолжать веселиться.

Если вы превысите эту дозу, то попадете уже в диапазон средних значений, когда активируются не дофаминовые синапсы, а ГАМК-синапсы. ГАМК — это наш главный тормозный нейромедиатор. Мы знаем, что алкоголь присоединяется к рецепторам, воспринимающим ГАМК, белковым молекулам, на которые действует гамма-аминомасляная кислота, и усиливает их активность. В итоге средние дозы алкоголя подтормаживают мозг, так же как сама гамма-аминомасляная кислота. 

Источник: https://ppt-online.org/752491

Возможно, кто-то слушал меня год назад здесь. Вернее, не здесь, а в Барнауле. Тогда в Барнауле я рассказывал про одаренность с точки зрения физиолога. Там все время фигурировали биологические потребности. Они очень важны для нас. Это те программы, которые эволюция вставила в наш мозг, которые не дают тихо сидеть и толкают нас все время: и нас, и наших учеников. Очень важно осознавать хотя бы просто список этих программ, потому что это объективно существует в нашем мозге, на это нельзя не обращать внимания. Две сегодняшние темы про то же. Год назад у меня была специальная лекция, посвященная познавательным функциям, исследованию: у нас там есть такой блок, который толкает нас стремиться к новому. Это замечательно и с точки зрения ученика, и с точки зрения педагога, потому что мы тоже про себя все время должны понимать, что еще новенькое можно сделать. Ходить по одной и той же колее скучно.

Сегодня я продолжаю эту тему базовых биологических потребностей. Первая часть была посвящена стрессу, а стресс связан часто с ощущение безопасности, с тем, что эта безопасность нарушается: не хватает ресурсов, слишком многого мы не понимаем в происходящем, не все контролируем и так далее. Сейчас тема про лидерство. Она называется «Мозг и стремление лидировать», хотя на самом деле здесь более широкая тематика, потому что в нашу нервную систему вставлены программы, которые подталкивают нас быть не только лидерами, но и искать эталон, образец для подражания, к которому мы можем обращаться как к некому источнику знаний, такому человеку, за которвм мы можем следовать. Кроме того, с этими программами связано еще наше ощущение справедливости. Про это я и попытаюсь сейчас рассказывать.

Эта схема уже была. Она еще раз показывает, что мы принимаем решение и запускаем какое-то поведение, но на входе в блок принятия решения у нас располагаются центры потребностей и эмоций. Эти центры в нашем мозге существуют врожденно, они отработаны эволюцией. Если мы стремимся к новому, для нас важно кого-то любить или кому-то подражать, это все не просто так. Это значит, сотни миллионов лет естественный отбор так направлял нашу нервную систему, что эти программы появились и очень серьезно впечатались в наши нейронные сети. Реализуя те или иные программы, удовлетворяя те или иные потребности, мы испытываем положительные и отрицательные эмоции, на основе которых учимся. Об этой области биологических потребностей очень давно пишут и физиологи, и психологи. 

Здесь вы видите Ивана Петровича Павлова. То, что он называл группами безусловных рефлексов, является биологическими потребностями. Или Зигмунд Фрейд, который в психологии стал первым серьезно говорить о бессознательной сфере. А бессознательное — это опять-таки биологические потребности. Мы так устроены, что у нас эти потребности все время конкурируют. Выделяется около 2 десятков базовых центров. Это не упряжка лошадей, которая дружно везет нас в счастливое будущее. Это скорее лебедь, рак и щука, которые тянут нас в разные стороны. В каждый момент времени эта конкуренция разрешается в чью-то пользу. Тогда мы запускаем какие-то поведенческие программы. Если силы равны, тогда мы просто зависаем до выяснения отношений.

Здесь в виде карикатур показаны две истории, где конкурируют разные программы. Справа все довольно очевидно: вкусный, но вредный гамбургер. С одной стороны — безопасность — вредный холестерин, а с другой стороны — очень вкусно. Понятно, что герой карикатуры уже сделал выбор в сторону пищевого поведения. Слева гораздо более философичная история. Вы видите две птицы — то ли толстые канарейки, то ли худые курицы. Конкурируют две программы: программа еды и программа свободы. Правая курица явно голодная, она готова влезть в клетку, чтобы поесть. А левая уже наелась, ей теперь еще чего-то хочется. Вот так не просто. Наша жизнь — очередь из потребностей: удовлетворил одну — а там следующая, следующая, следующая. Слава Богу, эта очередь никогда не кончается: если она кончится, то зачем мы будем жить, кто нас будет подталкивать. Поэтому любую нашу жизненную ситуацию можно описывать как конкуренцию потребностей. Этим занимаются психологи. Еще этим занимается вся художественная литература. Хороший сюжет пьесы, повести или сериала — это постоянная конкуренция разных потребностей: и вот уже главный герой мучительно принимает решение.

Мы с вами сейчас из этого списка выберем еще один пункт. Это иерархическое поведение — поведение, направленное на то, чтобы стремиться стать лидером или найти объект для подражания (вожак стаи). Когда мы говорим о биологическом уровне, то мы имеем дело с неким сообществом животных, в котором выстраивается иерархия: кто-то — главнее, кто-то — подчиненный, кто-то — совсем подчиненный. За счет чего это возникает, какая есть логика, почему это так значимо для нашей жизни? Об этом я попытаюсь рассказать.

Программы, которые эволюция создает порой сотни миллионов лет, незаметно перетекают в человеческую жизнь. Иногда мы считаем эти программы чем-то очень возвышенным и свойственным именно человеку. А если копнуть глубже, то на самом деле это пришло из глубин эволюции, значит, к этим программам надо относиться серьезно. Всегда есть компонент воспитания, но очень часто есть компонент врожденной заданности. С одной стороны стремление лидировать, а с другой стороны стремление подражать некому авторитету, идеалу является очень важной частью и нашего поведения, и поведения наших учащихся. С одной стороны, мы говорим им: «Ты должен выиграть, быть лучше всех, по крайней мере, не хуже других». А с другой стороны, мы сами для них выступаем авторитетом. В этом случае они берут с нас пример. Это тоже очень важно и очень значимо.

Вот те вопросы, которые мы сейчас попытаемся обсудить: откуда взялись эти программы, почему они для нас так значимы, все ли стремятся быть лидерами (а на самом деле не все) и почему. Начнем совсем с глубин эволюции. Бывают ли какие-то истории, когда лидер в сообществе животных очевиден? Да, таких историй много. Это, как правило, лидеры по рождению. Если мы возьмем пчел, муравьев или шмелей, то мы увидим, что огромный пчелиный улей управляется пчелиной маткой, никто не протестует. Во-первых, она — всеобщая мать, потому что любая пчела в улье — ее кровиночка, родная дочка и все такое прочее. Но чтобы собирать огромную пчелиную или муравьиную семью в единое целое, чтобы более или менее все трудились на общее благо, маловато генетической общности. У насекомых, которые живут такими большими ульями и семьями, есть особый способ химической коммуникации, когда они буквально рот в рот кормят друг друга едой. С этой едой передаются специальные гормоны, которые направляют их поведение. Это взаимное кормление называется трофаллаксис. Энтомологи его исследуют отдельно. Пчелиная матка выделяет эти молекулы специальными железами, дальше они расходятся по всему улью. А если этих молекул не будет, то начнется раздрай, безделье.

Надо сказать, что подобная история случается и в мире млекопитающих, что уже поближе к нам. Есть ситуации, когда именно химический сигнал собирает сообщество в единое целое. Здесь два примера. Первый из них — голые землекопы. Не знаю, в курсе вы или нет, но сейчас это очень популярный объект для изучения поведения животных и аллюзий на поведение человека. Голые землекопы — родственники хомяков, живут в Эфиопской пустыне. Живут они под землей и грызут эфиопскую пустыню, точнее сухую степь в поисках всяких корешков. Пределом мечтаний голого землекопа является гигантская редька. Она показана слева на экране. Если нашли такую редьку, то вся семья две недели счастлива. Живут они большими семьями — штук по 50, а то и по 70. Но при этом в этой семье только одна пара размножается, а все остальные под действием феромонов, химических сигналов, бесплодны. Они физически не бесплодны (в отличие от рабочих пчел), но феромональное подавление существует. Бывает и такая история. Пока доминирующая самка в силе, она выделяет достаточно феромонов, чтобы остальных держать в узде. А когда она постарела, феромонов стало меньше, тут начинается грызня, ее место занимает следующая самка, и так далее. Самцы там тоже присутствуют, но они не играют такой значимой роли. Здесь женский суровый матриархат, причем явно в форме военного коммунизма — все грызут землю, все очень деловитые и бодрые. С землекопами много работают, потому что они удивительно долго живут. Нормальный грызун такого размера живет 3-4-5 лет, а землекопы живут 20-30 лет. Поэтому те, кто занимаются геронтологией, ими очень озаботились. Хотя что это за жизнь? Вы грызете эфиопскую пустыню, света белого не видите, а предел ваших мечтаний — редька. Если вы готовы так жить, но можно брать пример с голых землекопов. Но мне кажется, это уже чересчур.

Правая история — история о гораздо более близких к нам существах. Это обезьянки игрунки. Они очень маленькие, но у них тоже семья с феромональным контролем — доминирующая пара и ее дети. Эта доминирующая пара всех феромонально подавляет: никаких овуляций пока они живы-здоровы и достаточно в силе. А потом идет смена лидера.

У рыб это очень распространено. Рыбы плавают стаями. У довольно многих видов рыб стаи так организованы, что есть один доминирующий самец и много самок, или доминирующая самка, а при ней какое-то количество самок более низкого ранга и самцов. Бывет по-всякому. У самца рыб-ангелов много самок. Если самец погиб, то самая крупная самка меняет пол и становится самцом, доминантом. У рыб принято менять пол. Про это не говорится в школьных учебниках, видимо, чтобы не путать. Но есть гермафродитные виды, есть виды, у которых есть семенник и яичник: на этой неделе они — самки, на этой неделе — самцы. Есть виды, у которых пока рыба маленькая — это самка, а потом она вырастет и станет самцом. У рыб-клоунов (помните «Путешествием Немо»?) как раз самка доминирует в стае. Если она погибает, то самый крупный самец становится самкой. Поэтому в мультике все непросто. Там папа, наверное, уже стал мамой. Мы не будем детям голову морочить, а пойдем дальше.

В этих рыбных стаях важен уже размер доминирующей особи, физическая сила. В случае голых землекопов или даже пчелиной матки прежде всего присутствует феромональный контроль, а порой нужно, чтобы буквально каждую минуту подчиненные видели самого большого, самого сильного, понимали, что никаких вариантов не остается. Эта ситуация достаточно распространена, но является только самым примитивным уровнем организации сообщества. Когда лидер очевидно самый сильный и самый агрессивный, это только начало эволюции, развития таких иерархических отношений.

Хотя таких примеров достаточно много. Один из самых известных — львиный прайд, львиная семья — самец и несколько самок. Порой бывают и самцы-подчиненные, но которые не участвуют в размножении. Например, есть лев, при нем несколько львиц. Потом из кустов приходит молодой лев со своим братом, которые свергают бывшего лидера и становятся на его место. При этом старший из братьев имеет право размножаться, младший — не имеет, но они вдвоем уже этот прайд охраняют, могут несколько лет продержаться. У львов с этим очень жестко, потому что такая конкуренция, когда из кустов пришел молодой и сильный, у них очень развита. Среднее время лидерства льва в прайде — 3-4, максимум 5 лет. Потом происходит смена.

Но это только начало. Дальше по ходу эволюции мы обнаруживаем истории, когда сообщества животных формируют уже систему с разделением труда, с иерархией, когда есть лидер, подчиненные нескольких уровней, занимающиеся разными функциями. Такая стая, такое сообщество функционирует более эффективно. С одной стороны, есть тенденция и эволюционная целесообразность жить вместе, формировать стаю. А уже после того, как стая сформирована, оказывается целесообразным разделить функции между членами стаи. Эти два двигателя направляют социальную эволюцию и формирование всяческих иерархий. Если мы смотрим на разные сообщества в мире животных, то в простом варианте мы видим однородные стаи: плывет 100 селедок, летит 50 воробьев. В каждый момент времени впереди стаи находится довольно случайная особь, которая тут оказалась. 

Второй уровень — стаи со временными вожаками, когда сами стаи формируются на время: волки зимой живут стаей, а летом — парами. У зимней стаи временный вожак. У перелетных гусей впереди стаи, как правило, находится пожилая мудрая самка, которая, как в сказке, ведет гусей куда-то в Лапландию.

Но в какой-то момент оказывается, что выгодно постоянно жить в стае и делить функции особей между собой. Тогда оказывается, что все непросто. Сила — уже не самый главный фактор, а главным фактором оказывается умение наладить взаимодействие с другими членами стаи и так направить существование стаи, чтобы уровень стресса был минимален. Те, кто изучают стайное поведение, прежде всего на обезьянах (для нашей группы очень характерно жить стаями), показывают, что если все нормально, то вожака признает весь коллектив, существование идет в более или менее гармоничной форме. А если характерны неудачи, плохо с едой, много опасностей, детенышей не удается сохранить, то уровень стресса нарастает. Это приводит к повышению вероятностей атак на вожака. В конце концов происходит смена, которая приведет к лучшему, а может и не приведет. Каждый раз это отдельная ставка.

Жить стаей выгодно. Здесь все довольно очевидно. Зоологи, изучая поведение животных в природе, тысячу раз это показывают. Во-первых, когда вы в стае, вы лучше находите еду: уже не одна пара глаз ищет, а сто пар глаз. Во-вторых, вы лучше видите хищников и эффективней от них убегаете, реализуете пассивно-оборонительную реакцию. Более того, если вас много, вы можете вместе напасть на хищника. На нижней картинка видно, как буйволы загнали льва на дерево, причем вполне себе полноценного льва, с гривой. Судя по виду, он там уже довольно давно сидит. Вид у него довольно отчаявшийся. Существа, которые вроде и не хищники, способны совместно дать отпор очень серьезным проблемам. Это тоже плюс. Достоинств стайного образа жизни очень много. Существа тяготеют собираться в стаи.

Более того, у нас существуют отдельные программы, которые подталкивают нас друг к другу. Начинается все с детско-родительского взаимодействия. Забота о ком-то кроме себя начинается с заботы матери или матери и отца о детеныше. Дальше эти связи способны очень долго сохраняться. Более того, в нервную систему не только обезьян, но и многих животных, вставлены программы подражания, которые рассчитаны на то, что рядом будет существо твоего вида, у которого ты будешь учиться. Эти программы колоссально важны, они ведутся особой группой нервных клеток — зеркальными нейронами. Мы до них еще доберемся ближе к концу лекции. С одной стороны, существует масса поводов собираться в стаи. Но, с другой стороны, в тот момент, когда вы собрались в стаю, появляется все-таки некая взаимная конкуренция, потому что, как говорил Ч.Дарвин, ресурсов всегда не хватает. Например, стая решила переночевать. Кто будет ночевать на самом лучшем месте? Или есть ограниченное количество еды. Кто будет первым есть эту еду? Не говоря уже о процессе размножения. Там иерархия колоссально важна. Получается, что есть поводы за то, чтобы собраться в стаю, но есть не меньше поводов выстроить внутри стаи некую иерархию, которая в свое время была названа довольно приземленным термином — порядок клевания — такого распределения по окружающей среде, чтобы разделить ресурсы. 

Самый очевидный из таких ресурсов — личное пространство. Не подходи ко мне слишком близко. Да, мы в стае, но есть личное пространство. Вы видите птичек, которые сидят не вплотную друг к другу, а на небольшом расстоянии. Люди в метро или в другом общественном транспорте при наличии свободных мест не прижимаются друг к другу, а сохраняют личную территорию. Социологи отдельно исследуют понятие личного пространства в разных странах. Получается довольно четкая зависимость: в местах планеты с высокой плотностью населения представление о личном пространстве довольно маленькое, в местах с низкой плотностью личное пространство гораздо больше. В Австралии люди разговаривают друг с другом с гораздо большего расстояния, чем в Индии. Если вы в Австралии подойдете так же близко как индус, то у человека возникнет дискомфорт, потому что вы вторглись в его личную зону. Эта личная зона отдельно исследуется, она связана уже даже с ощущением безопасности.

Давайте немножко поговорим о порядке клевания. Был такой замечательный норвежский зоопсихолог с очень сложной фамилией и сложным именем — Торлейфон Шьелдерупп-Эббе. Он всего-навсего наблюдал за курами. Оказалось, что, если мы смотрим на хотя бы десяток кур в курятнике, у них уже устанавливается порядок клевания — кто первым идет и ест кабачок, который лежит на картинке. Есть альфа-курица, которая клюет всех. Есть бетта-курица, которая клюет всех, кроме альфы. И так далее. Порой бывают довольно сложные петли, когда у альфа-курицы есть любимица, которую тоже клевать нельзя. Все это зоопсихологи описывали. Этот термин всем очень понравился. 

Сейчас словосочетание «порядок клевания» используется для описания очень многих процессов, например, в политике: как стоят лидеры государств на очередном саммите G20, в каком порядке, где наш президент, где президент Соединенных Штатов, где французский президент, где в очередной раз Ангела Меркель. Все это жутко интересно. Любой человек, который занимался рассадкой почетных приглашенных лиц за столом, сломал себе всю голову над этим вопросом. Это тот самый порядок клевания. Наблюдать его бывает крайние интересно. Глядя на то, как выстраивается поведение наших школьников в классе, мы, к сожалению, это тоже частенько видим: куриные петли, наличие альфа-вариантов, наличие любимчиков и так далее. Важно понимать, что подобного рода ситуации очень характерны для сообществ с еще не установившейся иерархией, когда порой важнее всего лишь физический размер и агрессивность. Хотя в какой-то момент вперед все в более явной форме начинает выходить способность к установлению контактов, формированию союзов, а то и вообще каких-то интриг вроде подкупа, подстав, лести. В мире животных мы уже можем наблюдать эти поведенческие проявления, особенно у наших ближайших родственников, у обезьян, но иногда и у более простых существ, но тоже живущих стаями. Сурикаты сейчас являются достаточно излюбленным объектом для изучения всех этих отношений. Наблюдая за вашими подопечными школьниками, вы не должны оставлять без внимания формирование группировок, установление иерархии. Это отдельная история. Для тех, кто оказался внизу этой иерархии, это источник стресса. Про это я рассказывал на прошлой лекции, до перерыва.

Мы используем наших лабораторных крыс, чтобы изучать установление иерархических отношений. Простейший вариант заключается в том, что мы берем десяток самцов и сажаем их вместе в одной клетке, смотрим, как формируется порядок клевания и иерархия. Мы видим, что очень многое зависит от агрессивности: даже не столько от физической силы, сколько от агрессивности. А агрессивность в свою очередь определяется норадреналином, адреналином, половыми гормонами — теми факторами, которые в значительной степени заданы врожденно. Конечно, большой компонент — обучение. Но очень важен врожденный фон. Когда мы помещаем несколько крысиных самцов в одну клетку, то первые 2-3 дня идут интенсивные драки. Мы видим, что самцы становятся друг напротив друга, как боксеры, и начинают пихаться передними лапками. Потом тот, кто чувствует себя более мощным и сильным, еще и бьет задними лапами, как на правой картинке. Этот жест обозначает победу. Противник оказывается уже в подчиненном положении. После значительного числа таких боксирований внутри маленькой крысиной стаи устанавливается иерархия. В этот момент агрессия снижается. Когда уже все более или менее ясно, доминирующий самец берет на себя феромональный контроль — своими обонятельными сигналами, где значительный вклад вносят половые гормоны, гормоны, связанные с агрессией, давит конкурентов, крысиное сообщество приходит в более или менее стабильную форму, пока доминирующий самец в силе и сможет сдержать своих конкурентов. Здесь значим врожденный фон. Но не менее значим и фактор обучения. Что мы можем сделать? Когда мы сразу ссаживаем 8-10 самцов в одну клетку, начинается мощное агрессивное взаимодействие. Но мы можем поступить по-другому. Мы можем сначала каждого из самцов рассадить в отдельные клеточки. Тогда у каждой крысы возникает ощущение собственной территории. Она месяц живет в отдельной клетке и чувствует себя в праве в этом месте пространства. Мы теперь берем и к этой одиночной крысе подсаживаем крысу заведомо более слабую. Хозяин эту крысу лупит, кусает. Мы ее убираем, а хозяин территории чувствует себя победителем. Если повторять эту процедуру (накапливать опыт повторных побед), хозяин территории начинает вести себя все более уверенно. Сначала он не очень активно лупит слабых крыс, потом он их лупят активнее, мощнее. Потом он точно так же спокойно справляется с крысами равными по размеру. А потом, даже если подсадить крысу крупнее и сильнее, он все равно ее лупит, кусает и на своей уверенности и агрессивности побеждает.

Что это значит? Это значит, что в отличие от многих других врожденных поведенческих программ программа, связанная с лидерством, очень мощно тренируется. В каждой из биологических потребностей, в тех навыках, которые возникают на ее основе, несколько разный вклад врожденного и приобретенного. В каких-то сферах обучение не очень значимо. В случае еды и чувства жажды учись не учись, а есть и пить все равно хочется. А в каких-то сферах обучение вносят очень серьезный вклад. Об этом я рассказывал год назад, когда говорил про исследовательское поведение. Мы можем путем того, что наши знания, уроки и методы интересны для ученика делать его все более любопытным. Это относится к программам лидерства. Благодаря повторному опыту побед мы можем мозг делать все более уверенным в себе. Это прекрасный педагогический рычаг, который мы используем иногда осознанно, а иногда интуитивно, когда работаем со школьниками. Точно так же наш начальник использует эти рычаги, когда работает с нами. А как вы вырастите в коллективе будущего лидера? Вы берете и даете ему сложное задание — сложное, но выполнимое. Он его делает, вы его ужасно хвалите, он становится более уверенным в себе, вы даете ему следующее задание, сложнее. Он опять его делает. И еще, и еще. Но только если вы настоящий начальник, заинтересованный в том, чтобы вырастить настоящих помощников. Если у вас нет такой мотивации, то вы будете по-другому делать — кусать и пинать своих подчиненных. Но это другая история. Опыт повторных побед очень значим. Наш мозг в этом смысле довольно оптимистичен. Если он видит, что получается, он лезет на следующую гору более уверенно. Это получается даже в крысиных экспериментах. Поэтому наша задача, как педагогов, ловить наших школьников (а я в основном со студентами работаю), давать сложные задания, очень хвалить за удачу, давать еще более сложные задания и видеть, как человеку нравится преодолевать. Возникает норадреналин, порой это связано с серьезным стрессом. Этот аспект поведения становится для человека все более и более значимым. Это конец крысиной истории. В нормальной крысиной небольшой стае возникает гармония. Есть уже иерархия, уже все понимают, в каком порядке они подходят к еде или к поилке, есть порядок клевания. Вместо прямой агрессии, кусания возникает ритуализированная агрессия. Это позволяет экономить силы и позволяет с меньшими энергозатратами показать, что я начальник, а ты подчиненный, я главный, а ты второстепенный.

В крысиных сообществах ритуализированной агрессией является груминг — взаимное вылизывание. Груминг — отдельная поведенческая программа, которая входит в комплекс витальных программ. Это вылизывание, вычесывание, умывание. Если брать большую классификацию биологических потребностей, то груминг — жизненно необходимая программа. Она не такая жизненно необходимая как еда или дыхание, но тем не менее. Если вы не будете умываться, то покроетесь паразитами, грязью и все равно помрете. У многих видов животных, в том числе у обезьян, груминг становится еще и средством коммуникации.

Эволюция так часто поступает: она берет какую-то уже наработанную систему и использует для решения другой задачи. В нашем обезьяньем сообществе груминг является еще и коммуникацией. Мы в этом смысле очень тактильные существа. Взаимные прикосновения, поглаживания (не только внутри семьи, но и порой внутри коллектива, когда вы сочувственно кладете руку на плечо) оказываются очень уместными.

У обезьян так все устроено, что тот, кого грумингуют, является начальником, а тот, кто грумингует, является подчиненным, допущенным до начальника. Это отдельная история. Интересно, что у крыс все наоборот. У них груминг перевернут. Тот, кто грумингует, вылизывает, тот является главным, а подчиненный должен лежать на спине и счастливо попискивать: «Спасибо, великий, что ты до меня снизошел». Это интересные эволюционные выверты, которые показывают, что одно и то же поведение можно использовать в самых разных целях. Во всяком случае крысиная стая существует именно в таком варианте. Ритуализация груминга и многих поведенческих проявлений — довольно известная история в ходе эволюции, эволюции нервной системы, когда действительно удается с меньшими затратами энергии достичь все тех же целей, в частности показать, что я лидер, а ты подчиненный.

Вы видите ситуацию в стае воронов справа. Чтобы доминирующий ворон подтвердил свой статус, он принимает выпрямленную позу, а подчиненный — более приниженную. Принизиться — довольно распространенный поведенческий ход. Он в основе своей обращается к той истории, что лидер самый сильный. Дальше необязательно лидер самый сильный, но подчиненный должен сгорбиться и занимать меньше места в пространстве, чтобы показать, что он его уважает и правильно относится к его авторитету. Внизу вы видите двух обезьян макак. Здесь очевидно, что лидер гордо идет внизу, а справа вверху подчиненная особь, которая приниженно смотрит.

Чтобы продемонстрировать ритуализированную агрессию достаточно порой просто распрямить плечи и стать визуально больше. Если этого не хватает, то используется демонстрация оружия. У копытных это рога, а у многих животных, в том числе и у обезьян, это зубы. Зубы, клыки очень значимы. Оскалить зубы — это ритуализированная или не совсем ритуализированная агрессия, которая нашим мозгом воспринимается на новорожденном уровне — то, о чем я в первой части пытался говорить. Если вы попадаете в окружение, где слишком много подобных выражений лица, то ваш мозг становится более тревожным, более застрессированным. Лучше, чтобы до такого не доходило.

Есть обратные позы — позы принижения, которые не только у воронов и макак присутствуют, но присутствуют и в человеческом поведении в разных ситуациях: когда мы обращаемся к высшим силам, когда девушке в такой позе дарим цветы. Эти позы во многом врожденно воспринимаются нашим мозгом. Часто на бессознательном уровне возникает формирование иерархии. С помощью подобного рода приемов можно запросто подлизаться. Но это отдельная история.