Наш креативный мозг. Как человек и мир творят друг друг

1. Развитие характера

Когда поведение другого нас раздражает, мы считаем его дурным человеком и отказываемся признавать, что раздражающее нас поведение является результатом причин, восходящих к тому времени, когда этот человек еще не родился, и следовательно, к событиям, за которые он не может нести никакой ответственности.

Бертран Расселл

Характер человека можно описать пятью критериями, которые в психологии известны как Big Five [Большая пятерка]; мера каждого из них покажет, какому месту шкалы (слева направо) соответствует индивидуум. Вот эти пять критериев:

1) открытость – замкнутость,

2) доброжелательность – властность,

3) добросовестность – беспорядочность,

4) эмоциональная стабильность – невротизм,

5) интеллектуальная автономия – зависимость.

Когда описывают характер домашних животных, даже лошадей, всплывают те же пять факторов. Наследственность каждой из пяти характерных черт личности оценивается в пределах от 33 до 65 %. Остальная часть характера формируется в период раннего развития. Если хочешь добиться успеха в жизни, то, помимо достаточно высокого IQ, любопытства, амбиций и мотивации, нужно обладать также хорошей смесью Большой пятерки.

Я думаю, к Большой пятерке можно было бы добавить еще и другие признаки, относящиеся к нашему характеру: мужественность – и женственность, гетеросексуальность – и гомосексуальность, IQ, креативность – и недостаток креативности, а также присутствие или отсутствие спиритуальности. Слово характер пришло из греческого и означает укоренившийся. Характерные черты личности меняются очень незначительно в течение жизни и полностью стабилизируются по достижении среднего возраста. Генетические факторы определяют признаки личности прежде всего в ранней юности, тогда как факторы окружающей среды могут сказываться на протяжении всей жизни. Относительный вклад наследственности, таким образом, с возрастом уменьшается.

Resting state [Состояние покоя] – это активность мозга, наблюдаемая при функциональном сканировании, когда человек бодрствует, не занимаясь при этом выполнением какой-либо задачи. Вообще говоря, это неудачный термин, потому что мозг никогда не отдыхает. Но в таком состоянии на экране томографа видно, какие области мозга и проводящие пути между ними наиболее активны, поскольку они синхронно демонстрируют одинаковые отклонения в активности. Этим определяется, как наш мозг будет взаимодействовать с внешним миром.

В состоянии покоя у человека отчетливо наблюдается связь между показателями психологических особенностей его личности, установленными при помощи Большой пятерки, и функцией определенных отделов мозга. Открытость и добросовестность, например, характеризуются активностью разных структур мозга. С открытостью сочетается способность генерировать творческие идеи; с ней связана повышенная функциональная активность самого нижнего отдела префронтальной коры и нейронной сети пассивного режима работы мозга (системы, которая исключительно активна в состоянии покоя).

Состояние покоя, таким образом, отражает свойства нашего характера. В состоянии покоя также было четко показано, как гендерная идентичность и сексуальная ориентация соотносятся с активностью определенных областей мозга. Так, при гомосексуальности инверсия мужчина-женщина связана с левым миндалевидным телом. При педосексуальности в состоянии покоя наблюдаются изменения в функциональных связях между определенными областями мозга.

Характерные признаки нашей личности локализованы в определенном числе хромосом и в структуре некоторых областей мозга. Индивидуальные различия в структуре и функции взрослого мозга возникают на основе генетического фона и процессов развития во взаимодействии с внешней средой. С момента зачатия на развитие мозга действует большое число факторов и процессов, таких как самоорганизация, половые гормоны, стресс, питание, химические вещества, которые попадают в плаценту или которым подвергается мозг ребенка после рождения, а впоследствии – множество социальных и культурных факторов, таких как языковая среда, безопасность, сердечность, интеллектуальное стимулирование и финансовое положение среды, где ребенок растет, его школа и его отношения с другими людьми (ил. 3)

Эти процессы делают каждый мозг уникальным, даже у идентичных близнецов. Различия, которые возникают между людьми, выражаются во всех наших функциях, будь то характер, гендерная идентичность, сексуальная ориентация, интерес к музыке и к искусству; в познании и поведении, интеллекте, степени эмпатии и других аспектах нравственного поведения, политической ориентации, а также в подверженности телесным и психическим заболеваниям. Развитие мозга во всей его сложности будет более подробно рассматриваться в последующих главах.

2. Перед зачатием

В яичках взрослого человека ежедневно образуется 200–300 миллионов сперматозоидов. Почему именно этот сперматозоид стал мною?

Дик Свааб

Эволюционное преимущество полового размножения – колоссальное увеличение вариаций между индивидами благодаря комбинациям материнской и отцовской ДНК. Вариация была мотором эволюции и сделала возможным, чтобы мы как вид приспосабливались к изменяющейся внешней среде.

Различия между людьми возникают уже с ДНК, уникальной для каждого индивида. В ходе эволюции ДНК подвергалась бесчисленным незначительным изменениям, которые стали основой развития нашего вида. Частично это старые мутации, которые мы получаем от наших родителей и которые обеспечивают различия между людьми; частично это мутации, провоцирующие болезни, или мутации, приводящие к опасности возникновения тех или иных нарушений.

В среднем каждому ребенку достается одна новая ошибка в его ДНК. В большинстве случаев это безобидные мутации. И всё же более 60 % случаев врожденного слабоумия бывает вызвано именно ими. Мутации возникают как со стороны матери, из-за чего с увеличением возраста у нее резко возрастает вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна, так и со стороны отца: с возрастом отца увеличивается опасность психических заболеваний ребенка.

В мужской линии возникает больше генетических ошибок, чем в женской. Женщины получают все свои яйцеклетки еще до появления на свет; они покоятся в яичниках, и каждый месяц созревает только одна из них. У мужчин сперматозоиды образуются беспрерывно из стволовых клеток. Между яйцеклеткой, из которой возникла женщина, и яйцеклеткой, которую она передает, происходит приблизительно 20 делений клетки, тогда как у мужчины под тридцать между сперматозоидом, который его сотворил, и сперматозоидами, которые он производит, происходит приблизительно 300 делений клетки. Поэтому со стороны отца имеется большая возможность мутаций. Разумеется, пожилых мужчин это касается в большей степени, чем молодых. Дети пожилых отцов больше подвержены опасности психических заболеваний. Проблемы фертильности у родителей троекратно повышают опасность психических болезней ребенка. Психические болезни и проблемы фертильности имеют, таким образом, общий генетический фон (ил. 4)

3. Внутриматочное развитие

После зачатия оплодотворенная яйцеклетка развивается в матке, превращаясь в ребенка. До сих пор не прекращается дискуссия о том, определяется ли то или иное из наших свойств задатками или средою. Только задатки выражаются, например, в интуитивном поведении новорождённого младенца. Если бы мы не могли интуитивно находить сосок материнской груди и сосать, нас вообще не было бы на свете.

Интуиция также играет роль при возникновении чувства страха. Для нас намного выгоднее испытывать страх перед змеей, чем пугаться цветка. У обезьян, которые никогда не видели змею, были найдены клетки мозга, которые резко «вспыхивают» – то есть становятся электрически активными и обмениваются информацией с другими клетками мозга, – если обезьяна встречает змею. Этот страх усвоен приматами в процессе эволюции. И мы получили многое в своем поведении, включая кирпичики для наших моральных норм (см. главу IV.7), генетически в ходе эволюционного развития.

Решающим является то, что наш мозг с самого начала развивается главным образом благодаря интенсивному взаимодействию между задатками и средой. В период развития мозга наш генетический фон интенсивно взаимодействует с внешней средой. Окружение нервной клетки формируется миллиардами нервных клеток вокруг, химическими веществами, выделяемыми этими клетками, гормонами плода, гормонами и питательными веществами матери и химическими веществами, которые проникают из внешней среды и попадают в плаценту. Наше индустриальное общество оказывает постоянное влияние на плод в матке, например через химикалии в тонкой пыли, порожденной автомобилями и промышленностью, которая проникает в плаценту, влияет на развитие мозга и тем самым увеличивает риск аутизма. Информация, приходящая через органы чувств, также влияет на развитие мозга в течение всего периода внутриутробного развития. Следы чеснока в околоплодных водах позднее скажутся на вкусе ребенка; музыка, которую слышит ребенок во второй половине беременности, он будет помнить еще в течение месяцев после появления на свет.

Наличие генных взаимодействий с внешней средой явствует, например, из наблюдений, что чувствительность мозга ребенка к факторам окружающей среды находится в зависимости от генетического фона. Если женщина курит во время беременности, а в генетическом фоне ребенка имеется два варианта дофаминовых рецепторов, то опасность синдрома дефицита внимания и гиперактивности (ADHD) возрастает в 9 раз в сравнении с отсутствием этих генетических вариантов.

MRI-скан мозга однояйцевых близнецов. Между P и стрелкой у ребенка в верхнем ряду 3 мозговые извилины, а у ребенка в нижнем ряду – 4 (Steinmetz H., Herzog A., Huang Y., Hacklander T. Discordant Brain-Surface Anatomy in Monozygotic Twins // The New England Journal of Medicine. 1994. № 331. P. 951–952). Паттерн мозговых извилин и борозд формируется главным образом в течение трех последних месяцев беременности. Таким образом, причина этих негенетических различий должна возникать именно в этот период.

Дородовой стресс беременной женщины позднее может привести у ребенка к проблемам в поведении и темпераменте, аутизму, ADHD, депрессии и страхам. Стрессовые события во время беременности, такие как болезни, финансовые трудности, насилие со стороны партнера, могут иметь длительное влияние на развитие мозга ребенка. В возрасте 7 лет детей иследовали при помощи диффузионной тензорной магнитно-резонансной томографии (MRI-DTI), методики, позволяющей видеть сканы соединений между структурами мозга. Стрессовые события во время беременности коррелировали у детей со структурными изменениями в связях между миндалевидным телом и префронтальной корой. Из-за этого дети впоследствии будут иначе реагировать на стрессы и страх.

В момент появления на свет мозг ребенка уже совершенно индивидуален. Это происходит благодаря взаимодействию между генетическим фоном, факторами среды, воздействующими на развитие мозга в матке, локальной самоорганизации в областях мозга и случайностям, играющим здесь большую роль. Это означает также, что у каждого человека будут свои таланты и ограничения и что каждый будет вести себя по-своему, иначе реагировать на внешний мир, по-иному испытывать удовольствие. Так возникает громадное разнообразие индивидов, как всегда было в процессе эволюции и всегда будет впредь. Поэтому нам следует лучше принимать различия между людьми, как это всегда провозглашал буддизм и как призвал папа Франциск в Рождественском послании 2013 года, впрочем, без ссылок на эволюцию.

4. Изучение близнецов

Изучение близнецов показывает, что генетические факторы играют немалую роль в развитии мозга. При исследовании сравнивают идентичных близнецов, у которых идентичны 100 % генов, с неидентичными близнецами, у которых общими являются 50 % генов. Из изучения близнецов следует, например, что наше ощущение счастья задано генетически на 40 %, а наш взрослый IQ – более чем на 80 %.

Из изучения близнецов следует также, что количество серого вещества (нервные клетки мозга и контакты) и белого вещества (нервная ткань) от 82 до 90 % определяется наследственностью. Но для объема различных областей мозга наследственный фактор очень разнится и составляет от 17 до 88 %.

Исследования близнецов показали, что толщина префронтальной коры на 80 % определяется генетическим влиянием, но они выявили также и то, что толщина коры париетальных (теменных) ассоциативных областей более чем на 80 % формируется под влиянием окружения. Степень влияния окружения, таким образом, сильно варьируется в различных областях мозга. В предположениях относительно исследования близнецов в настоящее время нужно, пожалуй, кое-что изменить. Так, всегда думали, что однояйцевые близнецы должны быть генетически идентичны. Но исследования с помощью Нидерландского регистра близнецов показали, что и после оплодотворения, в матке, также могут возникать генетические различия (ил. 5)

Конечно, структура нашего мозга и наше поведение определяются не только генетикой. Основанием для различий в характере идентичных близнецов могут быть различия в их мозге, заметные с первого взгляда. Развитие мозга, выраженное в паттерне извилин и борозд, уже во время беременности должно находиться под сильным влиянием негенетических факторов, например несколько иной окружающей среды в матке и локальных процессов самоорганизации. В этих процессах клетки мозга конкурируют за лучшую организацию связей (см. ниже). После рождения обучение также играет роль в возникновении структурных и функциональных различий в мозге, как это следует, например, из профессиональных различий музыкантов и шоферов такси (см. главу XV.2).

Сиамские близнецы Эбби и Бриттани Хенсел. «We are totally different persons!» [«Мы совершенно разные люди!»].

Каждый мозг уникален. Впечатляющая иллюстрация этого – американские сиамские близнецы Эбби и Бриттани Хенсел. У них один и тот же генетический фон, общее тело; с момента зачатия они находились в одной и той же среде и испытывали одни и те же влияния. У каждой из них по одной руке и одной ноге, и поэтому они должны были тесно сотрудничать между собой, чтобы научиться управлять автомобилем. Когда им исполнилось 16 лет и они уже могли получить водительские права, возникла дискуссия, должны ли они получить общие водительские права, или каждая из них в отдельности. Из исследования их мозга стало ясно, какое необходимо было принять решение: это два мозга и две личности, следовательно, права должны быть выданы каждой из них отдельно. В конце небольшого фильма об их жизни они говорят: «Мы две совершенно разные личности!» И родители однояйцевых близнецов рассказывают, что уже в возрасте двух месяцев близнецы хотя и похожи друг на друга, но ведут себя по-разному и у них разный характер.

II. Развитие и организация нашего мозга

1. Мозг как самоорганизующаяся система

Все люди созданы равными.

Впервые сформулировал Томас Джефферсон в Декларации независимости (1776) и позже несколько иначе выразил Бенджамин Франклин

Вопреки внушению, исходящему из этих известных слов, каждый мозг различен также и потому, что развивается и функционирует как самоорганизующаяся система. Под этим подразумевается, что в хаотической системе структуры возникают спонтанно. Самоорганизация происходит в комплексных системах, и принципы этого можно видеть повсюду: в муравейниках, в бизнесе, во Вселенной. Самоорганизация может приводить даже к тому, что популяция начинает функционировать как единство, сверхорганизм (см. главу XVII.1).

Хороший пример самоорганизации – стаи скворцов. Сначала они группами слетаются с мест кормежки в место сбора. Затем взлетают, устраивая невероятное акробатическое воздушное шоу, чтобы сразу же с диким шумом разлететься по деревьям, где они останутся на ночь. В полете они должны сохранять дистанцию друг от друга. Кроме того, их рой почти непрозрачный, притом что они летят не слишком плотно один к другому. Так каждый из них находится под защитой соседа, и в то же время все они могут издали видеть хищных птиц. Это возможно только благодаря очень быстрой переработке информации и способности ею обмениваться. Важный характерный признак самоорганизации заключается в отсутствии скворца-вожака, который делал бы стаю целеустремленной структурой.

Огромная стая скворцов. Пример самоорганизации. Фото: Jouke Altenburg

Также и предпринимательство начинает видеть преимущества самоорганизации: девизом его становится больше горизонтальной и меньше вертикальной организации. Сотрудники насколько возможно организуют работу сами, без понукания сверху. Планирование, управление, включая относящееся к делу взаимное согласование, выполнение и оценка результата работы не зависят от центрального руководства, но опираются на собственную инициативу. Сейчас уже существуют успешные предприятия, работающие без менеджеров. Локально нести ответственность – это прекрасно. Но если работаешь в большом международном предприятии с многочисленными филиалами во многих странах, тогда, конечно, необходимо центральное руководство. Но оно должно было бы ограничиваться крупными стратегическими решениями. Наш мозг понял это миллионы лет назад.

Наш мозг слишком сложен, чтобы развиваться исключительно на основе генетической информации или функционировать на основе контроля только из одной его области. Мозг развивается как комплексная самоорганизующаяся система, и так он продолжает функционировать в течение всей нашей жизни. Это означает, что в период развития поиск наилучших решений для формирования сложной нейронной сети происходит насколько возможно локально. В мозге присутствуют важнейшие ингредиенты для самоорганизации:

(I) Сеть клеток мозга чрезвычайно сложна.

(II) Между участками мозга возможна молниеносная коммуникация.

(III) На основании опыта возникают изменения в локальных сетях, таким образом происходит обучение.

(IV) Наивозможно большее число процессов делегируется на нижний уровень, так что в нашем мозге на локальном уровне многое регулируется и решается автоматически и, следовательно, бессознательно.

(V) Нет центра, который непрерывно, в деталях, наблюдает и регулирует все локальные процессы.

Недостаток этой локальной организации состоит в том, что мозг не имеет постоянного детального обзора ни того, что разыгрывается в различных его областях, ни того, каковы там функциональные связи. Поэтому мозг может быть не осведомлен о проблемах в функционировании определенных систем. В случае деменции или нарушений психики пациенты часто не имеют представления о своем заболевании. Они иногда думают, что у них все прекрасно функционирует и что проблемы не с ними, а с их окружением. Мы называем это анозогнозией.

Если мозг функционирует хорошо и если с необходимостью возникает новая или чрезвычайная ситуация, когда все системы мозга должны реагировать скоординированно, «высшая» система мозга – префронтальная кора – берет на себя принятие стратегических решений. Тогда могут быть задействованы все системы ради одной цели: выжить. Когда же эта ситуация миновала, различные функции снова делегируются на локальный уровень.

В точке E (см. ил. 6) видна пирамидная клетка. Древообразная структура над телами клеток – дендриты. Сюда поступает и перерабатывается информация от тысяч других клеток. В каждом узелке на дендрите находится клеточный контакт, синапс. От тела клетки вниз отходит отросток, аксон. По аксону пирамидная клетка направляет свое решение о поступившей в нее информации тысячам других клеток. Подобно этому рисунку, Кахаль подправлял белой краской свои рисунки пером, оригиналы которых можно видеть в Институте Кахаля в Мадриде, Испания.

Кахаль – испанский врач и гистолог, он исследовал под микроскопом связи клеток головного мозга и тщательно их зарисовывал.

В восьмилетнем возрасте, как он сам писал, у него пробудилась страсть к рисованию. Он держал ее в тайне, потому что его родители считали это занятие пустой тратой времени. В школе он прятался в темный угол, потому что с большим успехом – по крайней мере среди соучеников – рисовал карикатуры на учителей. Его отец даже взял сына на один год из школы и отдал учиться на парикмахера, чтобы отвадить от рисования. В конце концов свою страсть к рисованию Кахаль смог прекрасно сочетать с изучением мозга.

Рисунки Кахаля невозможно повторить с помощью фотографии. Они представляют собой компиляции, где в правильную структуру сведены фрагменты многолетних исследований. Кахаль пользовался окрашиванием по улучшенному методу Гольджи, когда окрашивается только одна из тысячи клеток мозга, но, будучи окрашена, она видится полностью. Метод был разработан итальянским врачом Камилло Гольджи (1843–1926). За свои открытия Кахаль совместно с Гольджи в 1906 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Кахаль показал, что нервная система состоит из независимых нейронов, которые сообщаются между собой посредством специализированных синапсов. В своей нобелевской лекции и вплоть до своей кончины Гольджи оспаривал наблюдения Кахаля; он утверждал, что нервная система представляет собой непрерывную сеть, состоящую из сообщающихся клеток. Кахаль, однако, был прав: клетки нервной системы – независимые единицы. Его вывод в конечном счете сводился к тому, что превосходство человеческого мозга объясняется беспрецедентным количеством и богатством форм нервных клеток с короткими аксонами, образующих локальные сети в коре головного мозга.