Мозг, каким мы его знаем… и не знаем: 10 фактов о самом загадочном органе

Мозг — один из самых сложных и малоизученных органов человеческого тела. Несмотря на стремительное развитие нейронаук, он продолжает удивлять ученых своими возможностями, парадоксами и скрытыми механизмами. 22 июля отмечается Всемирный день мозга. И сегодня мы собрали для вас 10 разнообразных и удивительных фактов о «главном командном пункте» нашего организма.

От сердца к разуму: как менялось представление о мозге с древних времен до наших дней

История изучения мозга — это путь от догадок и философских размышлений к экспериментам и точной науке. В Древнем Египте мозг не считался значимым органом: при бальзамировании его удаляли, а сердце оставляли — как вместилище разума и души. Того же мнения придерживались и в Древней Греции, например, Аристотель полагал, что центр мышления и эмоций — это сердце, а мозг служит лишь для терморегуляции.

Прорыв в представлении о мозге произошел во II веке н. э. благодаря римскому врачу и анатому Галену. Изучая последствия травм у гладиаторов и проводя вскрытия животных, он пришел к выводу, что именно мозг контролирует движение, чувства и поведение. Он описал связь между повреждением определенных отделов мозга и нарушениями в организме, тем самым положив начало научному изучению нервной системы. После Галена на протяжении столетий его учения оставались практически непререкаемыми в медицине и физиологии.

В Средние века в Европе научные исследования мозга почти прекратились — анатомические вскрытия были запрещены или строго ограничены церковью. Тем не менее в исламском мире медицина продолжала развиваться. Врачи вроде Авиценны (Ибн Сина, X–XI в.в.) и Аль-Рази (Разес) сохраняли, систематизировали и развивали знания о мозге и нервной системе. Авиценна, в частности, описывал анатомию мозга, включая желудочки, и пытался связать их с различными функциями — мышлением, памятью, воображением.

В Европе сдвиг в исследовании мозга начался лишь в эпоху Возрождения. В XVI веке Андреас Везалий впервые подверг сомнению авторитет Галена и дал точное описание строения мозга, а уже в XVII веке английский врач Томас Уиллис — основатель неврологии — описал мозг как центр эмоций и мышления.

XIX век стал поворотным моментом в нейронауке: ученые начали связывать отдельные участки мозга с конкретными функциями. Поль Брока выделил область, отвечающую за речь, а Карл Вернике — за ее понимание, заложив основу теории функциональной локализации. В конце XIX — начале XX веков Иван Павлов доказал, что поведение можно объективно изучать через условные рефлексы, показав мозг как орган научения.

После открытий Павлова нейронаука начала развиваться еще более стремительно. В распоряжении ученых появлялись все новые методы исследований: электроэнцефалография, нейромедиаторы, МРТ, нейроинтерфейсы и искусственный интеллект. Но вот парадокс: чем больше мы узнаем о мозге, тем яснее становится, как много мы еще о нем не знаем.

Итак,

ТОП - 10 интересных фактов о мозге человека

1. Мозг не чувствует боль

Звучит парадоксально, но сам мозг — орган, отвечающий за восприятие боли — не имеет болевых рецепторов. Это значит, что ткань мозга можно разрезать, сдавливать или даже оперировать — человек не почувствует боли в самом мозге.

Эта особенность лежит в основе нейрохирургии, в частности операций на мозге под местной анестезией. Во время таких вмешательств пациент находится в сознании, а хирурги могут «тестировать» разные зоны мозга, стимулируя их электрически и отслеживая реакции: речь, движения, эмоции. Это позволяет, например, максимально точно удалять опухоли, избегая при этом повреждения жизненно важных участков мозга.

Однако стоит уточнить: хотя сам мозг боли не испытывает, нервные окончания в оболочках мозга и его кровеносных сосудах ее все же чувствуют. Именно они становятся источником головной боли при мигрени или внутричерепных травмах.

2. У мозга нет «резервов» — мы используем его полностью

Существует устойчивый миф о том, что человек якобы использует лишь 10% возможностей своего мозга, а остальные 90% остаются «неактивными», или «спящими». Звучит это весьма заманчиво, и нередко такое представление о мозге находит воплощение в литературе и кино, когда герой вдруг «активирует» скрытые способности своего мозга. Однако научных оснований у этой утверждения нет.На самом деле мы используем весь мозг — просто не весь сразу и не на полную мощность одновременно. Разные участки мозга активируются в зависимости от выполняемой задачи: когда мы говорим, слушаем, решаем задачи, двигаемся или вспоминаем что-то. Даже в состоянии покоя мозг не "отключается" — он обрабатывает внутренние сигналы, регулирует дыхание, сердцебиение, поддерживает сознание и внимание. Иногда представление о «неактивных зонах» подпитывается экспериментами по нейростимуляции — например, при воздействии слабым током на определенные участки мозга ученым удается временно улучшать математические или когнитивные способности. Однако важно понимать: это не активация «спящих» 90%, а оптимизация уже работающих нейронных сетей. Эти участки не были «выключены» — они просто работали с обычной эффективностью, а стимуляция немного улучшила их координацию или синхронизацию.

3. Мозг — самый «прожорливый» орган нашего тела

Хотя мозг весит всего около 1,5 кг — то есть примерно 2% от массы тела взрослого человека — он потребляет около 20% всей энергии организма, находящегося в состоянии покоя. Это делает его самым энергоемким органом в теле. Так происходит потому, что мозг работает непрерывно, даже когда мы спим. Дыхание, сердцебиение, сновидения, движения, которые мы производим даже во сне, ворочаясь в кровати, – во всех этих процессах мозг принимает участие.

Энергия необходима мозгу прежде всего для поддержания электрической активности нейронов. Каждый нейрон обменивается сигналами с другими клетками, передает импульсы, регулирует баланс ионов внутри и снаружи клеточной мембраны. Эти процессы требуют постоянного перемещения ионов натрия и калия через мембраны, что, в свою очередь, требует большого количества глюкозы и кислорода.

Интересно, что у детей мозг потребляет еще больше энергии: в возрасте 4–5 лет он может забирать до 50% всей энергии организма, ведь в это время активно формируются нейронные связи, развиваются мышление и речь.

Если мозг недополучает энергию — например, при резком падении уровня глюкозы (гипогликемии) или кислорода (гипоксии) — это быстро сказывается: появляются слабость, спутанность сознания, головокружение. Даже кратковременный сбой в «снабжении» мозга, например, из-за снижения кровотока при резком падении давления или спазме сосудов либо из-за снижения уровня сахара при голодании или нарушении углеводного обмена, может привести к сбоям в координации, речи или памяти.

4. Нейропластичность: мозг способен меняться

Одно из самых удивительных свойств мозга — его способность перестраиваться и адаптироваться на протяжении всей жизни. То есть мозг не является «жесткой» структурой, фиксированной с рождения, а постоянно меняется в ответ на опыт, обучение и даже травмы. Подобное явление называется нейропластичностью.

Еще некоторое время назад существовало мнение, что после 20 лет нейроны мозга перестают делиться, и возможности к их изменениям ограничены. Однако последние исследования утверждают обратное: мозг сохраняет пластичность даже у пожилых людей.

Как это работает? Когда мы учимся новому — например, осваиваем иностранный язык, музыкальный инструмент или новую профессию — в мозге формируются и укрепляются новые синаптические связи между нейронами. Одновременно слабые или неиспользуемые связи ослабевают и могут исчезать. Этот процесс позволяет эффективно перераспределять ресурсы и оптимизировать работу мозга.

Нейропластичность также лежит в основе восстановления после травм. Например, при повреждении одной области мозга другие участки могут «перепрограммироваться» и взять на себя частично, а иногда и полностью, функции утраченных зон. Благодаря этому пациенты, перенесшие инсульт, черепно-мозговую травму или операцию на мозге, при правильной реабилитации могут вернуть утраченные способности: речь, движение и другие функции.

Важно понимать, что нейропластичность — это не чудо, а биологический процесс, базирующийся на изменении структуры и функций нервных клеток. Она требует постоянной стимуляции — умственной активности, физических упражнений, здорового образа жизни и полноценного сна.

5. Сон критически важен для мозга

Для мозга сон — это не просто отдых, а активное и жизненно необходимое состояние. Во время сна наш мозг занимается «переписыванием» и сортировкой информации, которую мы получили за день.

Кроме того, во сне мозг запускает особый механизм очистки. Во время глубокого сна межклеточные пространства расширяются, позволяя жидкости эффективно вымывать накопившиеся за день токсичные вещества, включая белки, связанные с развитием нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.

Также сон поддерживает баланс нейрохимических процессов, восстанавливает энергетические запасы и регулирует эмоциональное состояние.

6. Эмоции и разум неразделимы

Принято думать, что эмоции и разум — это две противоположные силы: сердце против головы. Но на самом деле мозг не разделяет эти функции — они тесно переплетены и взаимно влияют друг на друга.

Современные исследования показывают, что разум и эмоции работают как единая система, поддерживая нашу адаптацию и выживание. Это объясняет, почему обучение и мотивация тесно связаны с эмоциональным состоянием — без вовлеченности и интереса сложно эффективно усваивать новую информацию.Эмоциональные реакции помогают нам быстро оценивать ситуацию и принимать решения, особенно в стрессовых или опасных условиях. Кроме того, эмоциональный фон усиливает или ослабляет запоминание: события, сопровождающиеся яркими эмоциями, запоминаются лучше.

7. Мозг — это не один орган, а сеть

Мозг состоит из множества областей, объединенных в функциональные сети. Например:

• сенсорная сеть обрабатывает информацию от органов чувств;
• дефолт-система мозга активна во время размышлений, мечтаний, внутреннего монолога;
• сеть исполнительного контроля активируется при решении задач, принятии решений;
• сеть внимания помогает фокусироваться на внешних стимулах.

Эти сети работают не изолированно, а параллельно и взаимодействуют друг с другом.

8. Мозг состоит примерно из 86 миллиардов нейронов

Мозг человека состоит из более чем 86 миллиардов нейронов — это основная «строительная единица» нервной системы. Каждый нейрон — это крошечная, но высокоорганизованная клетка, способная принимать, обрабатывать и передавать электрические сигналы. Но самое поразительное — это не огромное количество нейронов, а сложность их связей. Каждый нейрон может образовывать тысячи соединений — синапсов — с другими нейронами. В результате образуется невероятно сложная и плотная сеть, включающая сотни триллионов связей. По этим соединениям постоянно циркулирует информация, от простых рефлексов до сложных мыслей, воспоминаний и эмоций. Именно благодаря такому количеству нейронов и их связей мозг может выполнять множество функций одновременно, например, дышать, слушать музыку, идти, держа равновесие, и вспоминать, что нужно купить в магазине.

9. Стресс буквально меняет мозг

Хронический стресс оказывает заметное влияние не только на наше самочувствие, но и на саму структуру мозга. Одной из наиболее уязвимых областей является гиппокамп — участок, играющий ключевую роль в формировании новых воспоминаний, пространственной ориентации и обучении.

При длительном стрессе организм постоянно вырабатывает высокий уровень гормона кортизола. Если такое состояние сохраняется в течение недель или месяцев, кортизол начинает негативно воздействовать на нейроны гиппокампа: нарушается питание клеток, ухудшается передача сигналов и, что особенно важно, снижается нейрогенез — процесс образования новых нейронов. Со временем это может привести к уменьшению объема гиппокампа, и напрямую сказывается на способности к обучению, концентрации и запоминанию информации.

Именно поэтому хронический стресс считается не просто неприятным состоянием, а фактором, способным буквально перестраивать мозг — и не в лучшую сторону.

10. Каждый мозг уникален

Строение мозга у разных людей может заметно различаться — как внешне, так и на уровне нейронных связей. У каждого человека формируется уникальный "нейронный узор", или, как его иногда называют, нейронная подпись. Это нечто вроде отпечатка пальца, только в мозге: набор характерных особенностей, отражающих, как именно устроены и взаимодействуют участки мозга у определенного человека.

Эти различия проявляются во всем — от формы извилин на коре головного мозга до количества нейронных связей между разными его областями. Даже у близнецов с одинаковым набором генов мозг может развиваться по-разному, потому что на него влияет огромный спектр факторов: от среды, в которой человек вырос, до образа жизни, уровня образования, привычек, стрессов и даже того, на каких языках он говорит.

Более того, исследования показывают, что паттерны активации мозга при одних и тех же задачах (например, чтении или решении математических задач) могут существенно отличаться от человека к человеку. Это значит, что мозг не работает по одному "универсальному шаблону", а настраивается индивидуально — в зависимости от опыта, мышления и даже темперамента. То есть, простыми словами, каждый мозг — это уникальная карта, отражающая как врожденные особенности, так и историю жизни человека.

*****

Несмотря на впечатляющие достижения нейронауки последних лет, мозг человека остается одной из самых сложных и загадочных систем. Перед учеными стоят масштабные вызовы, которые требуют новых подходов и технологий. В первую очередь это расшифровка природы сознания — того, как именно в мозге рождаются мысли и ощущения. Важной задачей остается разработка эффективных методов лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера или Паркинсона, а также максимально полное восстановление функций мозга после травм и заболеваний. Параллельно ведутся исследования по созданию нейроподобных вычислительных систем — так называемых «мозгов в машине»: ученые стремятся либо имитировать принципы работы человеческого мозга в электронных устройствах, либо объединить живые нейронные клетки с технологиями. Все это неизменно поднимает сложные этические вопросы: насколько допустимо вмешиваться в работу мозга, как сохранить личность и свободу воли в эпоху нейротехнологий? Ответы на эти вопросы и дальнейшие открытия обещают изменить наше понимание себя и открывают путь к новым возможностям в науке и жизни.

Автор текста Анастасия Будаева

Изображение на обложке: Ai-generated