Дарвин утверждал, что учение – это механизм выживания, который мы используем, чтобы адаптироваться к постоянно меняющейся окружающей среде. Внутри инфраструктуры самого мозга это подразумевает создание новых связей между его клетками для передачи информации. Когда мы учим что-либо, например новое французское слово или движение в сальсе, клетки мозга связываются в определенном порядке, чтобы закодировать эту информацию. Таким образом, можно допустить, что наша память физически встраивается в мозг, становясь его частью. Эта гипотеза существует уже более века, но только недавно была подтверждена экспериментально. Сегодня мы знаем, что мозг гибок, или пластичен, как любят выражаться нейрофизиологи, даже в большей степени, чем глина для фарфора. Это адаптирующийся орган, который можно «сформировать» влиянием извне почти так же, как и накачать мускулы поднятием тяжестей. Чем больше вы используете мозг, тем сильнее и гибче он становится.

Концепцию пластичности можно считать основополагающей с точки зрения понимания работы мозга и того, как его активность улучшает и функции, и качество его же деятельности. Все, что мы делаем, думаем и чувствуем, контролируют клетки мозга, или нейроны, и их связи. То, что люди представляют себе в качестве психологического портрета человека, основывается на биологических механизмах этих связей. С другой стороны, наши мысли и действия, а также окружающая обстановка влияют на нейроны, определяя модели соединений между ними. Наш мозг не запрограммирован раз и навсегда, как когда-то считали ученые. Скорее, он постоянно перепрограммируется. И я в этой книге научу каждого из вас быть программистом для самого себя.

Мозг – это сплошные связи. Он состоит из сотни миллиардов различных нейронов, которые общаются с помощью сотен различных нейрохимических веществ, имея целью управлять каждой нашей мыслью и действием. Любая нервная клетка мозга получает «вводные» от сотен тысяч других подобных клеток, прежде чем «выстрелит» свой сигнал. Пространство, существующее в месте сближения нейронов, называется «синапс», и именно в нем начинается передача сигнала. В синапсах нейроны не соприкасаются, что иногда сбивает с толку, поскольку нейрофизиологи часто говорят, что синапсы «соединены, словно электроцепь». На самом деле электрический сигнал, возникающий в нейроне, проходит по его ответвлению, называемому аксоном, вплоть до синапса. А уже здесь он переносится через синаптический разрыв с помощью химического вещества. С другой стороны, в дендрите, или «приемном» ответвлении принимающего нейрона, нейромедиатор попадает в рецептор (как ключ в замок), и благодаря этому в клеточной мембране принимающего нейрона открываются ионные каналы, которые снова преобразовывают химический сигнал в электрический. Если электрический сигнал в принимающем нейроне превышает некий порог, этот нейрон проводит сигнал в собственное ответвление, или аксон, и процесс повторяется.

Около 80 % всех сигналов в клетках мозга передаются двумя нейромедиаторами (их еще называют нейротрансмиттерами), которые обычно уравновешивают друг друга: глутаматами (солями глутаминовой кислоты), возбуждающими активность нейронов, и гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК), снижающей активность нейронов. Когда между двумя нейронами, не соединенными раньше, действует глутамат, их активность возрастает. Чем чаще их взаимодействие, тем сильнее возникающее между ними притяжение, которое нейрофизиологи называют «нейронными связями».

Глутаматы – это рабочие лошадки нейронных взаимосвязей. Но ученые обращают большее внимание на группу других нейромедиаторов, выступающих регуляторами сигнальных процессов в мозге и вообще всего, что он делает. Эти нейромедиаторы носят название серотонина, норэпинефрина и дофамина. И хотя производящие их нейроны составляют лишь 1 % от сотни миллиардов клеток мозга, именно эти нейромедиаторы играют огромную роль в нашей жизни. Они могут заставить нейрон синтезировать больше глутамата, или придать ему большую активность, или изменить чувствительность его рецепторов. Они могут «накладываться» на сигналы, поступающие с синапса, снижая таким образом «посторонние шумы» в мозге. Или, наоборот, усиливать эти сигналы. Они способны передавать сигналы непосредственно от нейрона к нейрону, как это делают глутаматы и ГАМК, однако их первичная задача – регулировка потока информации таким образом, чтобы обеспечивать баланс других нейрохимических веществ, присутствующих в нашем мозге.

Серотонин, о котором вы многое узнаете в последующих главах, часто называют полицейским мозга, потому что он помогает контролировать его деятельность. Он влияет на настроение человека, его импульсивность, гнев и склонность к агрессии.

Норэпинефрин, первый нейромедиатор, который исследовали ученые, чтобы понять настроение, усиливает сигналы, влияющие на внимание, восприятие, мотивацию и возбуждение.

Дофамин, который также часто считают нейромедиатором, способствующим обучению, чувству удовлетворения, повышению внимания и двигательной активности, может иногда оказывать и противоположное действие на клетки мозга.

Большинство медицинских препаратов, которые мы используем для улучшения душевного и психического состояния, имеют цель воздействовать на уровень в организме этих трех нейромедиаторов. Однако простым увеличением или снижением их уровня невозможно добиться совершенно четких и однозначных результатов, поскольку наша нервная система очень сложна. Воздействие только на один нейромедиатор может иметь побочные эффекты. К тому же действие соответствующих препаратов может быть неодинаковым в несхожих обстоятельствах и у разных людей.

Я часто говорю людям, что пробежка оказывает такое же влияние на организм, как прием небольшой дозы антидепрессантов или противотревожных препаратов, поскольку, как и эти лекарства, движения повышают уровень нейромедиаторов в нашем мозге. Более глубокое объяснение – физическая активность гармонизирует нейромедиаторы, равно как и другие важные нейрохимические вещества. А как вы увидите дальше, если удается поддерживать мозг в сбалансированном состоянии, это чрезвычайно позитивно влияет на всю вашу жизнь.

Как бы ни были важны нейромедиаторы, в организме есть еще один класс мастер-молекул, изучение которых за последние годы кардинально изменило понимание связей в мозге, а особенно тех процессов, благодаря которым они развиваются и растут. Я имею в виду семейство белков, объединенных широким наименованием факторы, главным из которых считается нейротрофический фактор мозга (BDNF)[13]. Если нейромедиаторы служат для передачи сигналов между нейронами, то нейротрофины – это строительный материал для всей нейронной инфраструктуры мозга.

С начала 1990-х годов, когда ученые обнаружили свидетельства нейронного механизма памяти, они обратили самое пристальное внимание на нейротрофины, изучение которых превратилось в отдельную область нейрофизиологии. В 1990-х годах было опубликовано около десяти научных работ о нейротрофинах, когда были установлены их присутствие в мозге человека и их роль в качестве своеобразных «удобрений» для роста и развития нейронов. А потом, по словам нейрофизиолога Ээро Кастрена из шведского Каролинского университета, разразилось «цунами» из экспериментов, проведенных в университетах и исследовательских центрах фармацевтических компаний. Сегодня список библиографии по нейротрофинам насчитывает около 5,5 тысяч наименований. А когда стало понятно, что они присутствуют и в гиппокампе, том отделе мозга, который отвечает и за память, и за обучение, ученые стали уже прицельно рассматривать их роль в формировании памяти.