Наука 10.06.2016

8 особенностей нашего мозга, до сих пор не разгаданных учёными

Могучий арсенал современных технологий и старая добрая психология помогли нам сделать немало открытий об этом таинственном объекте. Однако сгусток серого вещества, расположенный у нас между ушами, хранит ещё столько загадок, что даже лучшие нейробиологи озадаченно чешут голову.

Каким образом простое скопление клеток создаёт воспоминания, чувства, сознание? Вдумайтесь, какое чудо: электроимпульсы мозга в сочетании с определёнными словами на экране могут нарисовать в вашем воображении зелёного человечка, побудить вас МЫСЛЕННО ПРОКРИЧАТЬ ЭТУ ФРАЗУ, распознать в каких-то закорючках осмысленные слова, в конце концов!

Фактрум публикует подборку вопросов, над которыми прямо сейчас безуспешно бьются ведущие мировые нейробиологи, нейрофизиологи и нейроэкономисты.

Откуда у мозга такая скорость?

Мы постоянно слышим сравнение человеческого мозга с суперкомпьютером, но на самом деле мозг ужасно медленный. Скорость, с которой по нему передаются сигналы, составляет примерно одну миллионную от скорости передачи сигналов в компьютере.

Тем не менее мы распознаём лица, песни и даже запахи мгновенно, а компьютеру на это требуется гораздо больше времени — хотя в техническом отношении он быстрее. Такая парадоксальная скорость, вероятно, объясняется способностью мозга к параллельной обработке данных. Но как объяснить саму эту способность?

Чем сложны множественные параллельные процессы? Тем, что они предлагают такое же множество разных результатов одновременно. Именно поэтому компьютер медлит с принятием решения. Однако мозг загадочным образом сортирует полученные результаты с молниеносной скоростью и выдаёт одну-единственную мысль, поведенческую реакцию или воспоминание.

Откуда берётся индивидуальность?

У нас есть мозг. Хотя точнее, пожалуй, будет сказать: мы и есть наш мозг. Похоже, именно эта мягкая субстанция, расположенная в голове, и прячет в себе нашу личность (вот было бы чудно, если б она обнаружилась, скажем, в кишечнике). Каким же образом мозг делает нас нами?

Извечный спор: природа или воспитание? Что в нашей личности определяется генами и психологией, а что взращивается окружением? Дело в следующем: наша личность просто обязана обитать в мозге, но за сотни лет нам ни разу не удалось наверняка определить характер человека, глядя на его мозг — и уж тем более, на гены.

Возможно, правы те, кто в извечном споре поддерживает «сторону воспитания»? Не факт. Почему тогда люди, росшие в одинаковом окружении, обладают совершенно разной индивидуальностью?

Почему мы спим и видим сны?

Сон чрезвычайно важен, вопросов нет. Немалую часть суток — и треть всей жизни — мы вынуждены проводить в состоянии бессознательном и беззащитном. Это не слишком удобно и порой рискованно, тем не менее все млекопитающие, пресмыкающиеся и птицы спят. Мы не сомневаемся в том, что сон для нас жизненно необходим, но не имеем понятия зачем.

Главное — неясно, каким образом сон вообще придаёт нам энергии. Её мы получаем в процессе переваривания пищи, однако попробуйте заменить сон едой — и долго вы не продержитесь. Во время сна мы сжигаем приличное количество энергии, но при пробуждении чувствуем себя свежее и бодрее, чем до него. Как и почему?! Это ставит учёных в тупик.

Со сновидениями то же самое. Версий на их счёт хватает: беспорядочное возбуждение нейронов, перевод воспоминаний в долговременную память, глубинное обучение… Тем не менее сегодня сновидения остаются такой же загадкой, как и тысячу лет назад.

Как хранятся воспоминания?

Ну-ка, быстренько вызовите в памяти свой вчерашний завтрак, первый поцелуй или первый школьный день. Получилось? А как? Откуда вы вызвали эти воспоминания? Где они были?

Воспоминания хранятся в нашем мозге в виде некоего кода, подобно содержимому жёсткого компьютерного диска. Наверное. По крайней мере, нейробиологи предполагают, что память устроена именно так, потому что по-другому она устроена быть не может. Однако, где в действительности обитают наши воспоминания, пока мы о них не думаем? Неизвестно.

К тому же существует несколько видов памяти. Одна позволяет вспомнить первый поцелуй, другая помогает не забыть имя нового знакомого. Но память — это не только запись информации, а ещё и способ её использования. К примеру, воспоминание об облике одной конкретной кошки помогает распознать остальных кошек — даже если у них другой окрас, странный размер и не хватает лап. Мало того, вы даже сможете представить кошку несуществующую! В этом отношении память и воображение очень похожи.

Считается, что воспоминания хранятся не в виде разрозненных «двоичных кодов», как информация в компьютере, — они, скорее, возникают в результате различных комбинаций возбуждённых нейронов. Мы до сих пор не знаем, как воспоминания вообще формируются, почему выборочно исчезают, и откуда берутся их злые «двойники» (фальшивки).

Неужели мы просто компьютеры?

Сегодня широко распространено мнение, будто человеческий мозг по своей сути — классический информационный процессор. Компьютер. Высокоразвитый и совершенный — но компьютер.

Если так, значит, мы сможем воспроизвести искусственный человеческий интеллект в машине. При должном уровне детализации и сложности такой компьютер обладал бы людским сознанием и был бы совершенно не отличим от живого интеллекта.

Однако верят в это не все. Многие убеждены, что мозг не поддаётся вычислениям, и что никакая обратная инженерия не поможет нам его воссоздать. Некоторые специалисты говорят: органический мозг в корне отличается от компьютера. Ведь функционирование мозга основано на нелинейном взаимодействии миллиардов клеток, тогда как в компьютере есть только ноли и единицы двоичного кода.

Человеческий мозг способен обрабатывать одни данные, но не способен другие. Если мы разберёмся, в чём между ними разница, то наверняка найдём ключ к пониманию мозга, всех его тайн и загадок.

Есть ли в нас свобода воли?

Свобода воли — понятие отвлечённое. Едва ли её можно разглядеть на магнитно-резонансной томограмме. И вообще, разве она относится к области нейробиологии? Или всё-таки к философии? Как знать… Учёные понаблюдали-понаблюдали, как философы тысячелетиями ломают по этому поводу копья, да и решили присоединиться. Результат получился не очень утешительный.

Исследования начали ещё в восьмидесятые годы двадцатого века, позже их повторили, применив самые современные технологии. Испытуемым предлагали совершать произвольные движения пальцами. Так вот, мозговая активность «подопытных» показала: их подсознание «проигрывало» действие за целую секунду до того, как подключалось сознание.

Одни делают из этого вывод, что свобода воли всего лишь иллюзия, что мозг обманом заставляет нас «задним числом» поверить в добровольность собственных действий и поступков. Другие игнорируют исследовательские данные или не соглашаются с таким выводом. Однако первые подозревают, что вторым просто страшно поверить в вывод первых, и достоверность данных тут ни при чём.

Почему всё в мозге работает так слаженно и гладко?

Нейробиологи не устают поражаться тому, насколько слаженно работает человеческий мозг: ведь каждая наша мысль и каждое движение рождаются из огромного количества беспорядочных электроимпульсов. Мозг получает различные сигналы от различных органов чувств в различное время. Представляете, как сложно справиться с такой информационной чехардой?

Наш мозг — великий иллюзионист. Давайте, к примеру, хлопнем перед собой в ладоши. Свет, как известно, распространяется быстрее звука. Однако слуховая система обработает сигнал быстрее зрительной, а распоряжение о хлопке (согласно нашим рассуждениям о свободной воле) поступит к телу ещё до того, как мы вообще что-нибудь сообразим. Просто бешеная последовательность событий! Но мозг каким-то образом организует всё настолько безукоризненно, что мы ничего не замечаем.

Представьте, какая точность и сноровка нужны, чтобы вдеть нитку в иголку, пнуть мяч, даже напечатать сообщение на мобильном телефоне! Для этого требуется слаженная работа множества систем нашего организма. И мозг с такой задачей справляется безупречно.

Что такое сознание?

Это, пожалуй, величайшая загадка человеческого разума: как мозг создаёт сознание? Разгадка не за горами. Группа учёных даже обнаружила в мозге «кнопку вкл./выкл.«: при её стимуляции пациент отключается и приходит в себя, как только стимуляцию прекращают. Только это не объясняет, что же такое сознание.

Одни считают, что оно — плод множества сложных взаимосвязей в мозге; другие верят в некую особую точку, где «всё сходится», а кое-кто даже называет сознание квантовым эффектом. Правильного же ответа мы попросту не знаем.

Возьмём, к примеру, утро. Звонит будильник. Секунду назад вы ещё спали, а теперь бодрствуете. Как это произошло? В чём разница между двумя состояниями? Почему сильный удар в голову отключает наше загадочное сознание? Да и вообще — все ли «ощущают» своё сознание одинаково?

Поразительно, правда? Попробуйте разгадать хотя бы одну из этих тайн — и благодарное человечество объявит ваш мозг самым умным!

Еще:

Интересные факты из рубрики «Наука»