Нейробиологические основы психики и психические процессы

После изучения данной главы студент должен:

• • знать общие характеристики мозга и нейрона;
• • уметь перечислять основные элементы мозга и их функции;
• • владеть общими навыками оценки патологии и уровня мозговой активности человека.

Психическая деятельность головного мозга

Многим психологам известен знаменитый афоризм: «Мы знаем о мозге все, кроме того, как он работает». Эти слова любит повторять директор Научно-исследовательского института нейрохирургии им. академика ?. Н. Бурденко академик Александр Николаевич Коновалов. В них предельно четко отражена суть состояния современной нейропсихологии. И все-таки что же мы знаем сегодня о том, как устроен мозг, о том, как он работает? И что такое психика с точки зрения научных представлений о ней в XXI в.

Ткани мозга имеют различный цвет. Есть области серого, белого, красного и даже черного цвета. Мозг человека в среднем весит 1500 г. Но диапазон индивидуальных различий весьма значителен. Так, мозг И. С. Тургенева весил 2012 г, а Анатоля Франса — 1017 г. Общее строение мозга у всех людей в целом совпадает, однако и здесь есть значительные индивидуальные различия, например в форме извилин и борозд больших полушарий. Величина этих различий близка к разнице между лицами людей. Мозг женщин и мужчин также по ряду характеристик различается.

Мозг состоит из нервных клеток, кровеносных сосудов, крови, соединительной ткани, жира и спинномозговой жидкости. Мозг находится в контакте с каждой живой клеткой организма, при этом сам он не способен испытывать боль. Мозг представляет собой студенистое вещество, которое поддерживается черепом. Без черепа мозг развалился бы подобно густой горчице или хорошо взбитым сливкам. Через мозг в минуту проходит 0,7 л крови. Прекращение снабжения мозга кислородом в течение 1 мин приводит к потере сознания, а отсутствие кислорода в течение более чем 6 мин почти всегда вызывает в нем необратимые изменения и гибель человека как личности.

Во время сна мозгу требуется больше кровоснабжения, чем во время бодрствования. Недавно проведенные с помощью позитронно-эмиссионного томографа исследования показали, что во время сна мозг осуществляет работу самостоятельно, т. е. независимо от сознания человека (и его волевой регуляции). Состояние самостоятельной работы мозга авторы исследования, выполненного под руководством нейропсихолога Маркуса Райхле, назвали феноменом «дефолтного состояния мозга»^[1].

Левая половина мозга (как у человека, так и у всех высших позвоночных животных) управляет правой половиной тела, а правая половина — левой. Человеческий мозг состоит приблизительно из 150 000 000 000 клеток. Каждая нервная клетка мозга содержит около 20 000 000 молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК). Каждая молекула РНК способна синтезировать любой из 100 000 белков, из которых состоит организм человека. Каждая нервная клетка способна связать между собой посредством связей от 60 000 до 300 000 других клеток. Это происходит потому, что от каждой клетки мозга отходят сотни отростков. Считается, что информация в клетках головного мозга передается в форме электрических, а точнее, электрохимических импульсов. Многие ученые полагают, что умственные способности человека зависят от числа связей между клетками и скорости их возникновения. Среднее значение такой скорости 1/1000 с.

Одним из главных источников энергии мозга является глюкоза. Если вес мозга по отношению к весу тела составляет всего 2%, то для удовлетворения потребности мозга в энергии организм расходует 20% всей энергии тела. Однако запасы энергии самого мозга, наоборот, очень малы, и он постоянно нуждается в восполнении запасов глюкозы, которая поступает в мозг посредством кровообращения.

Вес мозга ребенка в момент рождения составляет обычно 12% веса его тела. Вес мозга взрослого человека примерно равен 2,5%. Таким образом, у новорожденных с низким весом намного хуже происходит развитие мозга. Рост мозга в основном осуществляется за счет белкового синтеза. Недостаток белка в пище также отрицательно влияет на развитие мозга, поскольку оно происходит в основном за счет синтеза белка. Отсутствие белка в рационе ребенка приводит к резкому снижению уровня развития мозга, и чем раньше такое белковое голодание начинается, тем более негативные последствия имеет для психики.

Многочисленными исследованиями установлено, что низкий вес ребенка при рождении (меньше 1500 г) существенно увеличивает опасность сильного снижения интеллектуальных способностей. Причем низкий вес в момент рождения в первую очередь снижает вербальный интеллект и негативно сказывается на функциональных системах пространственной ориентации, являющихся основой нормально функционирующей психики. Установлено, что последствия белкового голодания в возрасте до 6 месяцев чаще всего необратимы, т. е. восстановить нормальную деятельность головного мозга ребенка не удастся.

При старении человека в его мозге происходят возрастные изменения, причем атрофируются в первую очередь филогенетически молодые отделы, в частности клетки в лобных долях. Уменьшаются размеры коры, размеры нейронов и их число, сокращается количество элементов, которые связывают нейроны друг с другом. Однако установлено также, что у многих известных личностей структура мозга сохраняется до глубокой старости. Это связывают с высоким уровнем умственной активности человека, из чего можно сделать важные практические выводы.

Посмертное анатомическое исследование мозга людей с выдающимися способностями показывает, что существует определенная статистическая связь между их талантами и нейробиологическими особенностями мозга. В частности, были обнаружены изменения размеров нейронов в специфических областях коры (в слуховых отделах коры у выдающихся музыкантов, имевших природный абсолютный музыкальный слух; в зрительных отделах у талантливых художников, обладавших фотографической зрительной памятью, и пр.). У таких людей четвертый слой рецепторов коры мозга, к которому подходят нервные волокна от сенсорных анализаторов, очень часто оказывается более толстым, чем у людей, которые не проявляют аналогичных способностей^[2].

• [1] Эти исследования объясняют сновидения человека, «вещие сны», прогнозирующие будущее, творческие озарения во сне (интуицию), хождение во сне, смысл пословицы типа «Утро вечера мудренее» и многие другие явления. При изучении данной темы рекомендуем посмотреть художественный фильм «Опасные сны» (см. приложение). Авторы фильма демонстрируют, насколько сложна психическая деятельность человека и работа головного мозга, рассматривая в качестве примера проблему сновидений и реального поведения.
• [2] В частности, посмертное исследование мозга Альберта Эйнштейна показало, что в ассоциативных зонах левого полушария слой рецепторов коры был в два раза толще, чем у обычных людей. Там было больше глиальных клеток, питающих увеличенные в размерах нейроны. Другие отдела мозга выдающегося физика были такими же, как у всех. Однако связь между анатомическими особенностями мозга гениального физика и его умственными способностями ни в коей мере нельзя считать очевидной. По крайней мере, убедительные и однозначные основания для такого вывода в современной нейропсихологии отсутствуют.