Долгое время считалось, что клетки мозга после определенного возраста больше не делятся и не умножаются. Так же как и тело, которое развивается до завершения полового созревания, а потом медленно и непрерывно угасает. Теперь эта теория опровергнута. В определенных областях гиппокампа есть стволовые клетки, которые могут делиться даже после полового созревания. Ученые заметили это во время исследования лондонских таксистов. Чем дольше они работали таксистами и разбирались в лабиринте лондонских улиц, тем более активизировалась деятельность гиппокампа. В этом центре сохранены наши пространственные воспоминания. Эпизодическая память локализируется, и полученные новые знания сначала обрабатываются в гиппокампе, и только после этого сохраняются в остальных областях мозга. Название «гиппокамп» пришло из греческого языка: в греческой мифологии Гиппокамп — морская лошадь с рыбьим хвостом. Анатомическая форма этого участка мозга сильно напоминает морское животное.
Гиппокамп является одним из наиболее сложных и уязвимых участков мозга. Если он повреждается или подвергается болезни, то с этого момента человек больше не способен запоминать новую информацию. Старые воспоминания еще могут быть восстановлены, но после повреждения нежных клеток гиппокампа человек будет читать каждый день одну и ту же газету, не замечая этого. Или, например, если повреждены только клетки, отвечающие за ориентацию в пространстве, человек больше не сможет описать дорогу или выбрать направление. Таким образом, гиппокамп, отвечающий за отдельные знания, имеет первостепенное значение в нашей жизни. Лондонские таксисты, знающие британскую столицу как свои пять пальцев, легко потеряются без карты в Манчестере. Поэтому стоит отличать знания, сохраненные в нейронных сетях гиппокампа от навыков, локализованных в коре головного мозга. К таким навыкам относится, например, способность быстро ориентироваться по карте в любом городе мира. Чтению карт тоже приходится учиться.
Кора головного мозга отвечает за основные умения, и — как мы позднее увидим — за хранение уже приобретенных знаний. Когда вы представляете в своем воображении кошку, ваш мозгу не извлекает файла под названием «кошка», который хранится в одной большой папке вместе с другими файлами. Ваш мозг создает образ кошки, используя различные участки мозга. Анатомические характеристики, структура шерсти, ощущения, смешные рассказы, модель поведения животного — всю эту информацию необходимо собрать в одно единое целое и получить образ кошки. Но если речь идет о какой-то определенной кошке, например о вашем любимом питомце, то эта информация является отдельным знанием, закрепленным в гиппокампе.
Таким образом, опровергнут миф о том, что число клеток мозга не может увеличиваться. Особенно активно возникают новые нейронные соединения в гиппокампе, если окружение, в котором приобретаются новые знания, абсолютно новое и интересное. Согласно новым исследованиям, занятия спортом содействуют образованию новых клеток в мозге. Бег, к примеру, дает нам не только все время меняющиеся картины, но и стимулирует образование новых клеток. Исследователи пришли к выводу, что продолжительные тренировки удваивают способность гиппокампа производить новые клетки.
Но будьте осторожны: эта область мозга очень уязвима и ее легко можно повредить. Гормон стресса кортизол очень опасен и в больших количествах способен разрушать клетки мозга, отвечающие за память. Раньше считалось, что потеря памяти вызвана биологическими повреждениями мозга. Сегодня нам известно, что гормоны стресса могут нарушить обмен веществ нервных клеток и даже убить их. У солдат, воевавших три года на фронте, травмированных постоянным стрессом и страхом за свою жизнь, размер гиппокампа был намного меньше, чем до этого. Чем дольше был срок службы солдата, тем больше сокращался его гиппокамп. При этом размер гиппокампа напрямую зависел от уровня кортизола в крови. То же самое можно наблюдать у людей, у которых этот гормон производится в слишком большом количестве. Достаточно мыслей и воспоминаний о фронте, чтобы обусловленное стрессом нарушение обмена веществ в мозге привело к потере памяти, считает Ганс Маркович, немецкий профессор по нейропсихологии из Билефельда. Скорее всего, это связано с наличием гормонов стресса, нарушающих обмен веществ в клетках головного мозга, что в некоторых случаях приводит к их уничтожению.
Удобрение для мозга
Наш мозг живет непосредственно за счет трех веществ — воды, кислорода и углеводов, а именно — сахара. Без этих простых, но ценных субстратов наши интеллектуальные способности сразу снижаются, а наш мозг не способен функционировать. В принципе, все три элемента должны быть у нас в избытке, но это не совсем так.
Наше тело состоит на 70 % из воды, а 90 % мозга — это жидкость. И хоть мы не живем в пустыне, нашему телу кажется, что это именно так. На каждые 25 кг нашего веса мы должны выпивать по литру воды в день — лишь единицы делают это. Пожилые люди, к примеру, пьют, только когда хотят утолить жажду, но они чувствуют ее очень редко. Если вы чувствуете жажду, это означает, что ваше тело полностью обезвожено, а это отрицательно сказывается на вашем мозге. Если в наших клетках на 10 % меньше необходимой жидкости, количество энергии снижается на 30 %. Это очень быстро проявляется на состоянии нашего мозга. Алкоголь или кофе, обезвоживающие наш организм, только усугубляют ситуацию. Любители саун выравнивают баланс жидкости в своем организме зачастую не полностью, поэтому в течение трех дней после посещения сауны их оперативная память работает плохо. Лучше всего, если вы поставите всю жидкость, необходимую вашему организму в течение дня, утром на стол, а к вечеру бутылки уже будут пусты. При этом две трети жидкости вы должны выпить до 14 часов, чтобы ваш сон был здоровым!
Вездесущий кислород тоже зачастую не поступает в нужном количестве в мозг. Причина в том, что под действием стресса мы дышим быстрее: примерно 15–20 раз в минуту. В таком случае кислород не достигает альвеол, в которых происходит кислородный обмен. Быстрое и поверхностное дыхание раскачивает воздух в трахеях, но не поставляет его туда, куда следует. На профессиональном жаргоне такое дыхание называют «проветриванием мертвого помещения». Но если человек дышит медленно, что автоматически сокращает число его вдохов и выдохов до четырех, а дыхание становится более глубоким — мозг снабжается кислородом намного лучше. И мозг начинает работать нормально!
Последнее, но не менее важное — нехватка сахара. Это не значит, что мы должны есть все с сахаром. Это скорее приведет к прямо противоположному результату. Проблема в том, что все наши мускулы питаются за счет нашего маленького мозга. У мускулов есть выбор — либо расщеплять жиры, либо сжигать сахар. Наш мозг может питаться только сахаром. Мышцы человека, занимающегося умственным трудом, часто теряют способность использовать жир в качестве пищи, и поэтому отбирают еду у мозга. Результат: мы быстро устаем, не можем сконцентрироваться и становимся нервными. Часто это сопровождается волчьим аппетитом, так как наш мозг очень чувствительно реагирует на низкий уровень сахара в крови. Мозгу требуется 25 % всего обмена веществ, который происходит в нашем организме. Недостаток сахара очень быстро дает о себе знать. Однако за счет регулярных умеренных физических тренировок наши мышцы очень быстро учатся вновь сжигать жир. При этом сахар достается мозгу, а мышцы даже во сне сжигают жир, в том числе холестерин. Что, в свою очередь, снижает риск сердечного приступа или инсульта. Мы убиваем сразу двух зайцев!
Много думать иногда бывает вредно
Очевидно, что физических тренировок недостаточно для здорового функционирования мозга. Физическая активность влияет на умственные способности и замедляет процесс старения. К этому заключению пришли авторы статьи о значении физических нагрузок на здоровье и работу мозга из института спортивной медицины и немецкого спортивного института в Кельне. Физическая активность способствует «дополнительному кровоснабжению мозга и может увеличить образование новых нервных клеток». Движение ускоряет обмен веществ, в частности веществ, необходимых для работы мозга. Структура старых нервных клеток и нейронных связей укрепляется, образовываются новые структуры.
Анатомия мозга
За последние десятилетия познания о нашем мозге непрерывно расширялись. За последние несколько лет сведений и результатов исследований головного мозга стало на порядок больше. Причиной тому могут служить новые технологии, например, функциональная магнитно-резонансная томография, которая в состоянии проследить за нашей мыслительной деятельностью. Разумеется, даже с помощью современной техники нельзя видеть мысли людей, но можно увидеть и изучить мозговую активность. В настоящее время создана «географическая карта мозга», это значит, что мы точно знаем, за что отвечает каждая область мозга в отдельности.
