Экология сознания: Жизнь. Совершенно точно доказано, что наш мозг - дико пластичная штука, и индивидуальное обучение серьезно на него влияет - в значительно большей степени, чем врожденные предрасположенности.

Если сравнивать с детенышами других животных, можно сказать, что человек рождается с недоразвитым мозгом: его масса у новорожденного составляет всего 30% массы мозга взрослого. Эволюционные биологи предполагают, что мы должны рождаться недоношенными, чтобы наш мозг развивался, взаимодействуя с внешней средой. Научный журналист Ася Казанцева в лекции «Зачем мозгу учиться?» в рамках программы «Арт-образование 17/18» рассказала

О процессе обучения с точки зрения нейробиологии

и объяснила, как мозг меняется под влиянием опыта, а также чем во время учебы полезны сон и лень.

Кто изучает феномен обучения

Вопросом, зачем мозгу учиться, занимаются как минимум две важные науки - нейробиология и экспериментальная психология. Нейробиология, изучающая нервную систему и происходящее в мозге на уровне нейронов в момент обучения, работает чаще всего не с людьми, а с крысами, улиточками и червячками. Специалисты по экспериментальной психологии пытаются понять, какие вещи влияют на обучаемость человека: например, дают ему важное задание, проверяющее его память или обучаемость, и смотрят, как он с ним справляется. Эти науки интенсивно развивались в последние годы.

Если смотреть на обучение с точки зрения экспериментальной психологии, то полезно вспомнить, что эта наука - наследница бихевиоризма, а бихевиористы считали, что мозг - черный ящик, и их принципиально не интересовало, что в нем происходит. Они воспринимали мозг как систему, на которую можно воздействовать стимулами, после чего в ней случается какая-то магия, и она определенным образом на эти стимулы реагирует. Бихевиористов интересовало, как может выглядеть эта реакция и что на нее способно влиять. Они считали, что обучение - это изменение поведения в результате освоения новой информации

Это определение до сих пор широко применяется в когнитивных науках. Скажем, если студенту дали почитать Канта и он запомнил, что есть «звездное небо над головой и моральный закон во мне», озвучил это на экзамене и ему поставили пятерку, значит, произошло обучение.

С другой стороны, такое же определение применимо и к поведению морского зайца (аплизии). Нейробиологи часто ставят опыты с этим моллюском. Если бить аплизию током в хвостик, она начинает бояться окружающей реальности и втягивать жабры в ответ на слабые стимулы, которых она раньше не боялась. Таким образом, у нее тоже происходит изменение поведения, обучение. Это определение можно применять и к еще более простым биологическим системам. Представим себе систему из двух нейронов, соединенных одним контактом. Если мы подадим на нее два слабых импульса тока, то в ней временно изменится проводимость и одному нейрону станет легче подавать сигналы другому. Это тоже обучение на уровне этой маленькой биологической системы. Таким образом, от обучения, которое мы наблюдаем во внешней реальности, можно построить мостик к тому, что происходит в мозге. В нем есть нейроны, изменения в которых влияют на нашу реакцию на среду, т. е. на произошедшее обучение.

Как работает мозг

Но чтобы говорить о мозге, нужно иметь базовое представление о его работе. В конце концов, у каждого из нас в голове есть эти полтора килограмма нервной ткани. Мозг состоит из 86 миллиардов нервных клеток, или нейронов. У типичного нейрона есть тело клетки со множеством отростков. Часть отростков - дендриты, которые собирают информацию и передают ее на нейрон. А один длинный отросток, аксон, передает ее следующим клеткам. Под передачей информации в рамках одной нервной клетки подразумевается электрический импульс, который идет по отростку, как по проводу. Один нейрон взаимодействует с другим через место контакта, которое называется «синапс», сигнал идет с помощью химических веществ. Электрический импульс приводит к высвобождению молекул - нейромедиаторов: серотонина, дофамина, эндорфинов. Они просачиваются через синаптическую щель, воздействуют на рецепторы следующего нейрона, и он изменяет свое функциональное состояние - например, у него на мембране открываются каналы, через которые начинают проходить ионы натрия, хлора, кальция, калия и т. д. Это приводит к тому, что на нем, в свою очередь, тоже формируется разность потенциалов, и электрический сигнал идет дальше, на следующую клетку.

Но когда клетка передает сигнал другой клетке, этого чаще всего недостаточно для каких-то заметных изменений в поведении, ведь один сигнал может получиться и случайно из-за каких-то возмущений в системе. Для обмена информацией клетки передают друг другу много сигналов. Главный кодирующий параметр в мозге - это частота импульсов: когда одна клетка хочет что-то передать другой клетке, она начинает посылать сотни сигналов в секунду. Кстати, ранние исследовательские механизмы 1960–70-х годов формировали звуковой сигнал. В мозг экспериментальному животному вживляли электрод, и по скорости треска пулемета, который слышался в лаборатории, можно было понять, насколько активен нейрон.

Система кодирования с помощью частоты импульсов работает на разных уровнях передачи информации - даже на уровне простых зрительных сигналов. У нас на сетчатке есть колбочки, которые реагируют на разные длины волн: короткие (в школьном учебнике они называются синие), средние (зеленые) и длинные (красные). Когда на сетчатку поступает волна света определенной длины, разные колбочки возбуждаются в разной степени. И если волна длинная, то красная колбочка начинает интенсивно подавать сигнал в мозг, чтобы вы поняли, что цвет красный. Впрочем, тут все не так просто: у колбочек перекрывается спектр чувствительности, и зеленая тоже делает вид, что она что-то такое увидела. Дальше мозг самостоятельно это анализирует.

Как мозг принимает решения

Принципы, аналогичные тем, что используются в современных механических исследованиях и опытах на животных с вживленными электродами, можно применять и к гораздо более сложным поведенческим актам. Например, в мозге есть так называемый центр удовольствия - прилежащее ядро. Чем более активна эта область, тем сильнее испытуемому нравится то, что он видит, и выше вероятность, что он захочет это купить или, например, съесть. Эксперименты с томографом показывают, что по определенной активности прилежащего ядра можно еще до того, как человек озвучит свое решение, допустим, относительно покупки кофточки, сказать, будет он ее покупать или нет. Как говорит прекрасный нейробиолог Василий Ключарев, мы делаем все, чтобы понравиться нашим нейронам в прилежащем ядре.

Сложность в том, что у нас в мозге нет единства суждений, каждый отдел может иметь свое мнение о происходящем. История, похожая на спор колбочек в сетчатке, повторяется и с более сложными вещами. Допустим, вы увидели кофточку, она вам понравилась, и ваше прилежащее ядро издает сигналы. С другой стороны, эта кофточка стоит 9 тысяч рублей, а зарплата еще через неделю - и тогда ваша амигдала, или миндалевидное тело (центр, связанный в первую очередь с негативными эмоциями), начинает издавать свои электрические импульсы: «Слушай, остается мало денег. Если мы сейчас купим эту кофточку, у нас будут проблемы». Лобная кора принимает решение в зависимости от того, кто громче орет - прилежащее ядро или амигдала. И тут еще важно, что каждый раз впоследствии мы способны проанализировать последствия, к которым это решение привело. Дело в том, что лобная кора общается и с амигдалой, и с прилежащим ядром, и с отделами мозга, связанными с памятью: они ей рассказывают, что произошло после того, как в прошлый раз мы принимали такое решение. В зависимости от этого лобная кора может более внимательно отнестись к тому, что говорят ей амигдала и прилежащее ядро. Так мозг способен меняться под влиянием опыта.

Почему мы рождаемся с маленьким мозгом

Все человеческие дети рождаются недоразвитыми, буквально недоношенными в сравнении с детенышами любого другого вида. Ни у одного животного нет настолько длинного детства, как у человека, и у них не бывает потомства, которое рождалось бы с настолько маленьким мозгом относительно массы мозга взрослого: у человеческого новорожденного она составляет лишь 30%.

Все исследователи сходятся во мнении, что мы вынуждены рождать человека незрелым из-за внушительного размера его мозга. Классическое объяснение - это акушерская дилемма, то есть история конфликта между прямохождением и большой головой. Чтобы родить детеныша с такой головой и крупным мозгом, нужно иметь широкие бедра, но невозможно их бесконечно расширять, потому что это будет мешать ходить. По подсчетам антрополога Холли Дансуорт, чтобы рожать более зрелых детей, достаточно было бы увеличить ширину родового канала всего на три сантиметра, но эволюция все равно в какой-то момент остановила расширение бедер. Эволюционные биологи предположили: вероятно, мы и должны рождаться недоношенными, чтобы наш мозг развивался во взаимодействии с внешней средой, ведь в матке в целом довольно мало стимулов.

Есть знаменитое исследование Блэкмора и Купера. Они в 70-е годы проводили опыты с котятами: большую часть времени держали их в темноте и на пять часов в день сажали в освещенный цилиндр, где они получали не совсем обычную картину мира. Одна группа котят в течение нескольких месяцев видела только горизонтальные полосы, а другая - только вертикальные. В итоге у котят возникли большие проблемы с восприятием реальности. Одни врезались в ножки стульев, потому что не видели вертикальных линий, другие таким же образом игнорировали горизонтальные - например, не понимали, что у стола есть край. С ними проводили тесты, играли с помощью палочки. Если котенок рос среди горизонтальных линий, то горизонтальную палочку он видит и ловит, а вертикальную просто не замечает. Затем вживляли электроды в кору головного мозга котят и смотрели, каким должен быть наклон палочки, чтобы нейроны начали издавать сигналы. Важно, что со взрослым котом во время такого эксперимента ничего бы не случилось, а вот мир маленького котенка, чей мозг только учится воспринимать информацию, вследствие подобного опыта может быть навсегда искажен. Нейроны, которые никогда не подвергались воздействию, перестают функционировать.

Мы привыкли считать, что чем больше связей между разными нейронами, отделами человеческого мозга, тем лучше. Это так, но с определенными оговорками. Нужно не просто чтобы связей было много, а чтобы они имели какое-то отношение к реальной жизни. У полуторагодовалого ребенка синапсов, то есть контактов между нейронами в мозге, гораздо больше, чем у профессора Гарварда или Оксфорда. Проблема в том, что эти нейроны связаны хаотично. В раннем возрасте мозг быстро созревает, и его клетки формируют десятки тысяч синапсов между всем и всем. Каждый нейрон раскидывает отростки во все стороны, и они цепляются за все, до чего смогли дотянуться. Но дальше начинает работать принцип «Используй, или потеряешь». Мозг живет в окружающей среде и пытается справляться с разными задачами: ребенка учат координировать движения, хватать погремушку и т. д. Когда ему показывают, как есть ложкой, у него в коре остаются связи, полезные, чтобы есть ложкой, так как именно через них он гонял нервные импульсы. А связи, которые отвечают за то, чтобы расшвыривать кашу по всей комнате, становятся менее выраженными, потому что родители такие действия не поощряют.

Процессы роста синапсов довольно хорошо изучены на молекулярном уровне. Эрику Канделу дали Нобелевскую премию за то, что он догадался изучать память не на людях. У человека 86 миллиардов нейронов, и, пока ученый разобрался бы в этих нейронах, ему пришлось бы извести сотни испытуемых. А поскольку никто не позволяет вскрывать мозги стольким людям ради того, чтобы посмотреть, как они научились держать ложку, Кандел придумал работать с улиточками. Аплизия - суперудобная система: с ней можно работать, изучив всего четыре нейрона. На самом деле у этого моллюска больше нейронов, но на его примере гораздо проще выявить системы, связанные с обучением и памятью. В ходе экспериментов Кандел понял, что кратковременная память - это временное усиление проводимости уже существующих синапсов, а долговременная заключается в росте новых синаптических связей.

Это оказалось применимо и к человеку - похоже на то, как мы ходим по траве . Сначала нам все равно, куда идти на поле, но постепенно мы протаптываем тропинку, которая потом превращается в грунтовую дорогу, а затем в асфальтированную улицу и трехполосное шоссе с фонарями. Похожим образом нервные импульсы протаптывают себе дорожки в мозге.

Как формируются ассоциации

Наш мозг так устроен: он формирует связи между событиями, происходящими одновременно. Обычно при передаче нервного импульса выделяются нейромедиаторы, которые воздействуют на рецептор, и электрический импульс идет на следующий нейрон. Но есть один рецептор, который работает не так, он называется NMDA. Это один из ключевых рецепторов для формирования памяти на молекулярном уровне. Его особенность в том, что он работает в том случае, если сигнал пришел с обеих сторон одновременно.

Все нейроны куда-то ведут. Один может привести в большую нейронную сеть, которая связана со звучанием модной песенки в кафе. А другие - в другую сеть, связанную с тем, что вы пошли на свидание. Мозг заточен на то, чтобы связывать причину и следствие, он на анатомическом уровне способен запомнить, что между песней и свиданием есть связь. Рецептор активируется и пропускает через себя кальций. Он начинает вступать в огромное количество молекулярных каскадов, которые приводят к работе некоторых до этого не работавших генов. Эти гены проводят синтез новых белков, и вырастает еще один синапс. Так связь между нейронной сетью, отвечающей за песенку, и сетью, отвечающей за свидание, становится более прочной. Теперь даже слабого сигнала достаточно, чтобы пошел нервный импульс и у вас сформировалась ассоциация.

Как обучение влияет на мозг

Есть знаменитая история о лондонских таксистах. Не знаю, как сейчас, но буквально несколько лет назад для того, чтобы стать настоящим таксистом в Лондоне, нужно было сдать экзамен по ориентации в городе без навигатора - то есть знать как минимум две с половиной тысячи улиц, одностороннее движение, дорожные знаки, запреты на остановку, а также уметь выстроить оптимальный маршрут. Поэтому, чтобы стать лондонским таксистом, люди несколько месяцев ходили на курсы. Исследователи набрали три группы людей. Одна группа - поступившие на курсы, чтобы стать таксистами. Вторая группа - те, кто тоже ходил на курсы, но бросил обучение. А люди из третьей группы вообще не думали становиться таксистами. Всем трем группам ученые сделали томограмму, чтобы посмотреть плотность серого вещества в гиппокампе. Это важная зона мозга, связанная с формированием памяти и пространственным мышлением. Обнаружилось, что если человек не хотел становиться таксистом или хотел, но не стал, то плотность серого вещества в его гиппокампе оставалась прежней. А вот если он хотел стать таксистом, прошел тренинг и действительно овладел новой профессией, то плотность серого вещества увеличилась на треть - это очень много.

И хотя до конца не ясно, где причина, а где следствие (то ли люди действительно овладели новым навыком, то ли у них изначально была хорошо развита эта область мозга и поэтому им было легко научиться), совершенно точно наш мозг - дико пластичная штука, и индивидуальное обучение серьезно на него влияет - в значительно большей степени, чем врожденные предрасположенности. Важно, что и в 60 лет обучение оказывает воздействие на мозг. Конечно, не так эффективно и быстро, как в 20, но целом мозг в течение всей жизни сохраняет некоторую способность к пластичности.

Зачем мозгу лениться и спать

Когда мозг чему-то учится, он выращивает новые связи между нейронами. А это процесс медленный и дорогостоящий, на него нужно тратить много калорий, сахара, кислорода, энергии. Вообще, человеческий мозг, притом что его вес составляет всего 2% от веса всего тела, потребляет около 20% всей энергии, которую мы получаем. Поэтому при любой возможности он старается ничему не учиться, не тратить энергию. На самом деле это очень мило с его стороны, ведь если бы мы запоминали все, что видим каждый день, то мы довольно быстро сошли бы с ума.

В обучении, с точки зрения мозга, есть два принципиально важных момента. Первый заключается в том, что, когда мы осваиваем любой навык, нам становится легче действовать правильно, чем неправильно. Например, вы учитесь водить машину с механической коробкой передач, и вам сначала все равно, переключать передачу с первой на вторую или с первой на четвертую. Для вашей руки и мозга все эти движения равновероятны; вам неважно, в какую сторону гнать нервные импульсы. А когда вы уже более опытный водитель, то вам физически проще переключать передачи правильно. Если вы попадете в машину с принципиально другой конструкцией, вам снова придется задумываться и контролировать усилием воли, чтобы импульс не пошел по проторенной дорожке.

Второй важный момент:

главное в обучении - это сон

У него много функций: поддержание здоровья, иммунитета, обмена веществ и разных сторон работы мозга. Но все нейробиологи сходятся в том, что самая главная функция сна - это работа с информацией и обучением. Когда мы освоили какой-то навык, то хотим сформировать долговременную память. Новые синапсы растут несколько часов, это долгий процесс, и мозгу удобнее всего это делать именно тогда, когда вы ничем не заняты. Во время сна мозг обрабатывает информацию, полученную за день, и стирает то, что из этого надо забыть.

Есть эксперимент с крысами, где их учили ходить по лабиринту с вживленными в мозг электродами и обнаружили, что во сне они повторяли свой путь по лабиринту, а на следующий день ходили по нему лучше. Во многих тестах на людях показано, что то, что мы выучили перед сном, вспомнится лучше, чем выученное с утра. Выходит, что студенты, которые принимаются за подготовку к экзамену где-то ближе к полуночи, все делают правильно. По той же причине важно думать о проблемах перед сном. Конечно, заснуть будет сложнее, но мы загрузим вопрос в мозг, и, может быть, наутро придет какое-то решение. Кстати, сновидения - это, скорее всего, просто побочный эффект обработки информации.

Как обучение зависит от эмоций

Обучение в большой степени зависит от внимания , потому что оно направлено на то, чтобы снова и снова прогонять импульсы по конкретным путям нейронной сети. Из огромного количества информации мы на чем-то фокусируемся, берем это в рабочую память. Дальше то, на чем мы удерживаем внимание, попадает уже в память долговременную. Вы могли понять всю мою лекцию, но это не означает, что вам будет легко ее пересказать. А если вы прямо сейчас на листке бумаги нарисуете велосипед, то это не значит, что он будет хорошо ездить. Люди склонны забывать важные детали, особенно если они не специалисты по велосипедам.

У детей всегда были проблемы с вниманием. Но сейчас в этом смысле все становится проще. В современном обществе уже не так нужны конкретные фактические знания - просто их стало невероятно много. Гораздо важнее оказывается способность быстро ориентироваться в информации, отличать достоверные источники от недостоверных. Нам уже почти и не нужно долго концентрироваться на одном и том же и запоминать большие объемы информации - важнее быстро переключаться. Кроме того, сейчас появляется все больше профессий как раз для людей, которым сложнее концентрироваться.

Есть еще один важный фактор, влияющий на обучение, - эмоции. На самом деле это вообще главное, что у нас было на протяжении многих миллионов лет эволюции, еще до того, как мы нарастили всю эту огромную лобную кору. Ценность овладения тем или иным навыком мы оцениваем с точки зрения того, радует он нас или нет. Поэтому здорово, если удается наши базовые биологические эмоциональные механизмы вовлекать в обучение. Например, выстраивать такую систему мотивации, в которой лобная кора не думает о том, что мы должны выучить что-то с помощью усидчивости и целенаправленности, а в которой прилежащее ядро говорит, что ему просто чертовски нравится это занятие.

Наука о мозге едина. Она включает не только физиологию, но практически все биологические и ряд медицинских дисциплин, физику с ее техническими достижениями, химию с ее возможностями синтеза новых препаратов, математику и информатику, ибо настало время попытаться систематизировать огромный массив накопленных данных и построить, хотя бы в первом приближении, информационную теорию мозга. И, несомненно, эта наука включает психологию и философию.

Одними из первых, кто начал перекидывать мост от физиологии к психологии, были наши великие ученые Иван Сеченов и Иван Павлов, давшие мощный толчок развитию российской физиологической школы. К счастью, она сохранилась. Достижения современной науки о мозге поразительны. Они вызывают сейчас к жизни грандиозные национальные проекты, нацеленные на здоровье человека и создание новых информационных технологий (США и Китай уже начинают их реализовывать). Этот вызов времени должна принять и Россия. Научный потенциал у нас для этого имеется. Нужна только мощная поддержка. Какие же области нейробиологических исследований наиболее важны для нас? Как мне представляется, можно выделить, по крайней мере, шесть актуальных направлений в изучении мозга.

Ионный канал - мембранный белок, "вставленный" в биологическую мембрану, - ключевой молекулярный "чип" живой клетки.

ЭВОЛЮЦИЯ И ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ

Понять природу мозга человека с его высшими психическими способностями невозможно без понимания природы эволюционного процесса. Кстати, термин "эволюционная физиология" был предложен в 1914 г. зоологом Алексеем Северцовым (академик с 1920 г.). А формирование этого фундаментального научного направления связано с отечественной наукой, с именами физиологов академика Леона Орбели и члена-корреспондента АН СССРХачатура Коштоянца. В 1956 г. Орбели создал в Ленинграде Институт эволюционной физиологии и биохимии, добившись присвоения ему имени Ивана Сеченова. Более полувека ведут здесь активные исследования в области эволюционной физиологии. При этом рассмотрению подвергаются различные уровни сложности живых систем. Так, согласно представлению, развиваемому академиком Юрием Наточиным и членом-корреспондентом РАН Николаем Веселкиным, система химической регуляции и сигнализации, возникшая на самых ранних этапах эволюционного процесса у примитивных одноклеточных организмов, оказалась востребованной и при появлении многоклеточных, вплоть до приматов и человека. При этом она эволюционировала в гормональную и специализированную нейроэндокринную системы. Последняя поддерживает гомеостаз, регулирует важнейшие функции мозга и висцеральных (относящихся к внутренним органам) систем.

Изучение механизма онтогенеза - актуальнейшее направление в современной науке о мозге. Этой проблемой успешно занимается академик Михаил Угрюмов в Институте биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН (Москва), активно сотрудничая при этом с французскими нейробиологами.

Эволюция сознания - еще одно актуальное и увлекательное направление современной нейробиологии. Если животные обладают "первичным сознанием", то люди - во многом из-за наличия языка - его высшей формой. Вот почему природу человеческого сознания нельзя понять без познания генетических основ и эволюционного развития языка. Вопрос о том, как и когда возник язык, остается открытым. Обсуждаются две возможности: или он продукт генетического "взрыва", или результат постепенного, естественного отбора мелких мутаций. Независимо от ответа, специалисты наносят на эволюционном древе отряда приматов, семейства гоминид, рода Homo sapiens следующую датировку: нейроанатомический субстрат языка возник у Homo erectus около 2 млн. лет назад; протоязык появился у Homo habilis около 1 млн. лет назад; наконец, полностью сформированный язык у Homo sapiens датируется примерно 75 тыс. лет назад. Интереснейшие нейролингвистические исследования на стыке физиологии и лингвистики активно ведет в Санкт-Петербургском университете доктор биологических и доктор филологических наук Татьяна Черниговская.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

Мозг взрослого человека содержит около 100 млрд. нервных клеток и порядка 100 трлн контактов между ними, называемых синапсами. Когда говорят об обработке информации в мозге, о "нервных сетях", необходимо иметь в виду, что "сети" - сугубо информационное понятие. На самом деле нервная система - вовсе не сеть, как думали раньше, а 100 млрд. отдельных клеток, контактирующих друг с другом.

Передача информации между ними осуществляется с помощью электрических и химических сигналов. Одна из ключевых задач молекулярной физиологии - понять, как именно электрический сигнал (речь идет не об электрическом токе, конечно, а об ионных токах - положительно заряженных ионах калия, натрия, кальция и отрицательно заряженных ионах, например, хлора) распространяется по длинному (аксону) и короткому (дендриту) отросткам нервной клетки и как он передается химическим путем в месте контакта (в синапсе).

Носителями химической передачи (нейропередатчиками или нейромедиаторами) служат низкомолекулярные соединения - ацетилхолин, глутамат, дофамин и целый ряд других.

К "элементной базе" нервной клетки можно отнести так называемые "мембранные белки", как бы "вставленные" в биологическую мембрану. Из этих встроенных в мембрану белков остановимся на ионных каналах (через них селективно переносятся положительно либо отрицательно заряженные ионы - катионы или анионы) и на рецепторах - мембранных белках, на которые "садятся" и взаимодействуют с ними молекулы нейропередатчика. В состав белковых рецепторов входят как, собственно, рецепторная часть, "узнающая" молекулу нейропередатчика, так и канальная - через нее ионы переносятся. "Классические" ионные каналы управляются, т.е. открываются и закрываются, путем изменения электрического напряжения на мембране. Именно ионные каналы обеспечивают распространение электрического сигнала (нервного импульса) по отросткам нервных клеток. Информация, передающаяся от нейронов к нейронам, закодирована последовательностью таких импульсов. По существу последовательность импульсов - это информационный "язык" мозга.

В состав огромного семейства белковых рецепторов входят так называемые G-белки, или сигнальные, ибо они служат универсальными посредниками при внутриклеточной передаче световых, химических (вкус, обоняние), нервных, гормональных сигналов к другим белкам, ответственным за ту или иную специфическую функцию живой клетки. Из "суперсемейства" G-белоксвязывающих рецепторов наиболее изучен светочувствительный зрительный белок родопсин. Его первичная структура (аминокислотная последовательность) была установлена в начале 1980-х годов академиком Юрием Овчинниковым и его сотрудниками в московском Институте биоорганической химии РАН, который носит теперь имя М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова.

Актуальной задачей молекулярной физиологии сегодня является детальное описание трехмерной структуры каналов и рецепторов, понимание тонкостей их взаимодействия с другими белками. Очевидно, что только фундаментальное знание "элементной базы" клетки позволит понять природу ее нарушений. Другого пути для выяснения глубинных причин заболеваний и успешного их лечения, а также для создания новых лекарств, в том числе нейро- и психотропных, просто не существует.

За выдающиеся успехи в изучении структуры и функции ионных каналов и белков-рецепторов за последние десятилетия получена не одна Нобелевская премия. У нас в этой области успешно работают довольно много научных школ, лабораторий и групп. Так, огромный вклад в изучение ионных каналов внес академик Платон Костюк. Его учеников можно встретить сейчас в России, Украине, во многих других странах. Один из ярких представителей этой школы - член-корреспондент РАН и академик Национальной академии наук Украины Олег Крышталь. Его работы, в том числе по обнаруженным им протончувствительным ионным каналам, публикуют самые престижные научные журналы. Широко известна научная школа доктора медицинских наук Бориса Ходорова (Институт общей патологии и патофизиологии РАМН), чьи труды по ионным каналам и возбудимости нервных клеток стали классическими. Исследования самого высокого класса в этой области молекулярной физиологии ведет член-корреспондент РАН Галина Можаева и ее коллеги в Институте цитологии РАН (Санкт-Петербург).

Исключительно важное направление - изучение модельных систем, т.е. искусственных мембран и "вставленных" в них ионных каналов. В этой сфере на мировом уровне работает член-корреспондент РАН Юрий Чизмаджев и его ученики в Институте физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН (Москва).

Теперь чуть подробнее о синаптических рецепторах, "узнающих" и взаимодействующих с молекулами-нейропередатчиками. Синаптических контактов в мозге, как говорилось, около 100 трлн. Но синапс - не просто контакт, а сложнейшая молекулярная "машинерия". В нем протекают все процессы, приводящие к основным видам мозговой деятельности: восприятию, движению, обучению, поведению и памяти. Синапс - настолько важная структура, что его изучение вылилось в отдельную область нейронауки - синаптологию, в которой российские ученые занимают достойное место.

Еще в 1946 г. упомянутый Хачатур Коштоянц и Тигран Турпаев (академик с 1992 г.) опубликовали в журнале "Nature" пионерскую статью, где впервые представили результаты, свидетельствовавшие о белковой природе синаптического рецептора к нейропередатчику - ацетилхолину. В 60-х - начале 80-х годов XX в. работы мирового класса, касающиеся синапсов спинного мозга и эволюции синаптической передачи, выполнил член-корреспондент АН СССР Александр Шаповалов из Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова.

А недавно сотрудники того же Института - член-корреспондент РАН Лев Магазаник и его ученик доктор биологических наук Денис Тихонов - опубликовали работу об эволюции глутаматных рецепторов - важнейшего класса белковых рецепторов центральной нервной системы и мозга.

Глутамат - ключевой возбуждающий нейропередатчик, а рецептор к нему, как оказалось, - один из самых древних: его предшественники найдены даже у растений и прокариот (примитивных одноклеточных безъядерных организмов). Знание пространственной организации и молекулярной физиологии этих рецепторов позволяет лаборатории Магазаника вести осмысленный, целенаправленный поиск новых нейро- и психотропных препаратов. Некоторые из них уже проходят испытания на животных.

Еще один пример успехов в понимании эволюции, структуры и функции белкового рецептора - изучение рецептора к ацетилхолину. Как и глутамат, ацетилхолин также ключевой нейропередатчик. Приоритетные исследования в этой "горячей" области синаптологии ведут члены-корреспонденты РАН Виктор Цетлин и Евгений Гришин в Институте биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова.

Оригинальное и вместе с тем традиционное направление синаптологии - изучение синапса между нервной и мышечной клетками. Его успешно развивают член-корреспондент РАН Евгений Никольский и член-корреспондент РАМН Андрей Зефиров (Казанский институт биохимии и биофизики РАН и Казанский государственный медицинский университет).

Повторю: синапс - это сложнейшая молекулярная "машинерия". В ее нарушениях лежат причины нервных и психических расстройств; с синапсом связана нейро- и психофармакология настоящего и будущего.

ФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

В нашей стране это традиционно одно из сильных направлений. У его истоков стояли академики физиолог Леон Орбели и физик Сергей Вавилов. Именно они в 1930-х годах дали мощный толчок исследованиям сначала в области физиологии зрения, которыми сами занимались, а затем слуха и других сенсорных модальностей. В работе любой сенсорной системы можно выделить три основных этапа. Первый - рецепция, т.е. восприятие и преобразование энергии внешнего воздействия - светового (зрение), механического (осязание, слух) или химического (вкус, обоняние) в физиологический сигнал. Второй - передача и информационная обработка сигнала на всех уровнях сенсорной системы: от рецепторного до специализированных подкорковых и корковых отделов головного мозга. Третий - формирование в коре головного мозга субъективного образа объективного внешнего мира. Каждый этап - предмет исследований специалистов различных областей знания.

Сенсорную фоторецепцию успешно изучают в нескольких лабораториях, в том числе докторов биологических наук Виктора Говардовского в Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, Олега Синещекова и Павла Филиппова в МГУ им. М. В. Ломоносова, автора данной статьи в Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН. Работы по вкусовой рецепции успешно ведутся в лаборатории Станислава Колесникова в Институте биофизики клетки РАН в Пущине Понимание "молекулярной машинерии" сенсорной рецепции открывает новые возможности как для медицины, так и для техники. Например, результаты исследования первичных фотохимических реакций в молекуле светочувствительного зрительного белка родопсина могут оказаться перспективными для создания устройств высокого быстродействия для обработки информации. Дело в том, что эта фотохимическая реакция совершается в родопсине за ультракороткое время - 100 - 200 фс (1 фемтосекунда - 10 - 15 с). Недавно в совместной работе лабораторий доктора физико-математических наук Олега Саркисова в Институте химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, академика Михаила Кирпичникова в Институте биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН и автора данной статьи было показано, что реакция эта является не только сверхбыстрой, но и фотообратимой. Это означает, что по образу и подобию родопсина может быть создан молекулярный "фотопереключатель" или "фоточип", работающий в фемто- и пикосекундной шкалах времени.

Передача и обработка сенсорной информации, опознание и формирование субъективного образа внешнего мира, оценка его биологической и смысловой значимости - стремительно развивающаяся область сенсорной физиологии. В этой области у нас плодотворно работает лаборатория в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, которую до начала 2010 г. возглавлял академик Игорь Шевелев, а также лаборатории доктора медицинских наук Юрия Шелепина, члена-корреспондента РАН Якова Альтмана в Институте физиологии им. И. П. Павлова РАН (Санкт-Петербург), доктора биологических наук Александра Супина в Институте проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН (Москва).

ФИЗИОЛОГИЯ ДВИЖЕНИЯ

Слова Сеченова о том, что "все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены на мышечное движение", справедливы и сегодня. Современная физиология движения - это область интереса физиологов, математиков и специалистов в области теории управления.

Ключевую роль в организации двигательного поведения играет обратная связь, позволяющая оценить ход выполнения и результат движения и при необходимости скорректировать их. Первыми это осознали еще в 1930 - 1940-х годах наши выдающиеся физиологи член-корреспондент АМН СССР Николай Бернштейн и академик Петр Анохин. Последующие исследования, выполненные в 1960-е годы академиками физиологом Виктором Гурфинкелем и математиком Израилем Гельфандом совместно с их учениками, стали классическими. Полученные тогда результаты легли в основу создания шагающего робота, новых методов реабилитации больных с повреждениями спинного мозга. Классической стала и работа сотрудников Института проблем передачи информации АН СССР Григория Орловского, Федора Северина и Марка Шика, опубликованная в 1967 г., в которой впервые был описан спинальный генератор шагательных движений.

Совсем недавно доктор биологических наук Юрий Герасименко из лаборатории физиологии движений Института физиологии им. И. П. Павлова РАН совместно с американскими физиологами показали, что электрическая стимуляция спинного мозга в сочетании с фармакологическим воздействием вызывала у крыс хорошо координированные шагательные движения, т.е. ходьбу, с полной поддержкой веса тела (эти результаты опубликованы в нейробиологическом научном журнале "Nature Neuroscience" в 2009 г.)

Успех проведенных на животных экспериментов дает надежду тысячам парализованных спинальных больных на хотя бы частичную реабилитацию.

Физиология движения продолжает оставаться у нас предметом активного изучения.

Физиология двигательной системы - важнейшая составная часть гравитационной физиологии, в которую наши ученые внесли исключительно большой вклад. Исследования в условиях невесомости позволили определить роль систем мозга, в первую очередь сенсорных, в обеспечении нормального двигательного поведения. В этом направлении активно работает лаборатория члена-корреспондента РАН Инесы Козловской в Институте медико-биологических проблем РАН.

Понимание физиологических механизмов движения составляет основу неврологии, и в этой важной медико-физиологической области у нас давно и успешно работает лаборатория доктора медицинских наук Марата Иоффе в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПСИХИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

Это направление одно из самых увлекательных, бурно развивающихся и, можно сказать, революционных. За последние годы в этой области достигнуты поразительные успехи и, что, пожалуй, еще важнее, сформулированы новые вопросы, на которые еще предстоит ответить. Мостик, перекинутый Иваном Сеченовым и Иваном Павловым от физиологии к психологии, превращается в генеральный путь современной нейронауки. Что здесь главное с точки зрения физиологических механизмов? То, что в них задействованы как синапсы, так и гены, как межклеточные взаимодействия, так и внутриклеточная "машинерия". В этой связи нельзя не вспомнить великого испанского гистолога Рамон-и-Кахаля. Еще в 1894 г. он высказал идею: в основе обучения лежит повышение эффективности работы синапса (ныне это установлено с помощью тонких современных методов). Причем повторная активация приводит к еще большей эффективности.

Исключительно важным является электрофизиологическое изучение механизмов обучения и памяти. У нас оно успешно развивается, например, в лаборатории члена-корреспондента РАН и РАМН Владимира Скребицкого (Научный центр неврологии РАМН): здесь разрабатывают лекарственные препараты, улучшающие память, нарушенную при заболеваниях головного мозга или слабеющую вследствие старения.

Начиная с 1970-х годов успехи в исследовании клеточных и молекулярных механизмов памяти в значительной мере связаны с изучением простых нервных систем беспозвоночных животных. Во-первых, они - удобный объект для различного рода экспериментов, во-вторых, крайне интересны с точки зрения эволюции и сравнительной физиологии. Одним из первых, кто подробно исследовал еще в 1960 - 1970-е годы синаптическую передачу и разнообразие нейропередатчиков на моллюсках, стал доктор биологических наук Дмитрий Сахаров в Институте биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН. Среди ведущих научных коллективов, изучающих механизмы обучения, памяти и поведения у беспозвоночных, - лаборатория доктора биологических наук Павла Балабана в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. Используя современные электрофизиологические и оптические методы регистрации активности нейронов улитки, ему с сотрудниками удалось описать организацию нервных сетей в простых нервных системах. Для построения будущей информационной теории мозга накопление экспериментальных данных такого рода представляет исключительную ценность.

В механизмах обучения и памяти задействованы, как говорилось, и синапсы, и внутриклеточная "машинерия". Кратковременная память (минуты - десятки минут) зависит от конформационных изменений белковых молекул синаптических структур, тогда как долговременная (дни и годы) обусловлена экспрессией генов, синтезом новых белков, молекул РНК и появлением новых синапсов. Вопрос в том, какие именно гены активируются при обучении и что именно они делают в нервных клетках? У нас в этом направлении успешно работает лаборатория члена-корреспондента РАН и РАМН Константина Анохина в Институте нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН (Москва).

Поразительные успехи достигнуты в понимании локализации различных видов памяти благодаря новым методам визуализации мозга. Речь прежде всего идет о функциональной магнитно-резонансной томографии, хотя у нас ее пока применяют, в основном, в клинике. Что касается позитронно-эмиссионной томографии, то для фундаментальных исследований ее успешно используют член-корреспондент РАН Святослав Медведев и его сотрудники в Институте мозга человека им. Н. П. Бехтеревой РАН (Санкт-Петербург).

С помощью этих методов показано, что память не диффузно распределена по мозгу, как думали раньше, а локализована в определенных его отделах. Это принципиально важный вывод для физиологии (нейро- и психофизиологии) и медицины (неврологии, нейрохирургии, психиатрии).

Теперь о сознании - проблеме на стыке, по крайней мере, трех наук - физиологии, психологии и философии. Что здесь главное? Осознание того важнейшего положения, согласно которому СОЗНАНИЕ - это процесс, действие, а не "нечто" такое, что пассивно лежит в мозге. Никто не может сейчас дать краткого и ясного определения сознания. По поводу его механизмов выдвинуто довольно много гипотез. Одну из них в 1980 - 1990-е годы предложил член-корреспондент РАН Алексей Иваницкий (Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН). Суть ее в том, что важнейший элемент сознания - субъективный образ внешнего мира - возникает в проекционной коре мозга в результате синтеза поступающей извне сенсорной информации с информацией, содержащейся в памяти. Сопоставление потока новой, поступающей и хранящейся информации - ключевой момент в "потоке сознания". Синтез же происходит в результате кругового движения нервных импульсов. Подобные идеи несколько позднее стали развивать и другие ученые, в том числе нобелевский лауреат 1972 г. Джералд Эдельман (США).

Заключая этот раздел, следует подчеркнуть: проблема "сознание и мозг" требует соединения естественно-научного и гуманитарного знания.

НЕЙРОИНФОРМАТИКА

Становится очевидным, что научная политика развитых стран в первой половине XXI в. будет ориентирована на исследования мозга и его высших функций. Важнейшая роль в решении этих задач принадлежит нейроинформатике. Математика и вычисления в нейроинформатике немыслимы в отрыве от нейробиологии.

Материальным субстратом передачи, обработки и анализа информации в мозге являются электрические нервные импульсы в синапсах - от нейрона к нейрону. Поэтому, когда говорят об обработке информации в "нервных сетях", речь идет о понимании кодов импульсов, несущих информацию, и об устройстве самих этих "сетей", т.е. систем связей между нейронами. Кроме того, необходимо понять "молекулярную машинерию" отдельных нейронов. Необходимо это потому, что многие физико-химические процессы, происходящие внутри клетки, не только обеспечивают ее жизнедеятельность, но, по всей видимости, одновременно выполняют и роль вычислительных операций.

Несмотря на огромный фронт работ в области нейроинформатики, следует признать, что удовлетворительного математического языка для описания неформализуемых живых систем - живой клетки или "нервных сетей" - пока не создано. Это - одна из самых "горячих точек" современной науки о мозге. Вычислительные нейроисследования во всем мире ведутся очень активно. У нас в этом направлении успешно работают группы и лаборатории в Москве, Ростове-на-Дону, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде. Но, в отличие от США, многих стран Европы и Азии, они, к сожалению, крайне немногочисленны.

Что же касается практических приложений, в частности медицинских, то они имеются, и довольно впечатляющие. Одно из них - технология прямого сопряжения мозга с внешним техническим устройством. Сейчас созданы системы, способные передавать информацию в одном направлении - от мозга к компьютеру. Скажем, регистрируя вызванные потенциалы от определенных областей коры головного мозга и передавая их во внешнее устройство, пациент, не способный говорить и двигаться, может на расстоянии сообщить медицинскому персоналу нужную информацию. В обозримом будущем стандартной операционной процедурой станет вживление в мозг электронной системы, позволяющей управлять инвалидной коляской, протезом руки или ноги.

Во всех этих случаях речь идет о регистрации и передаче надежно детектируемых электрических сигналов (потенциалов), генерируемых определенными областями мозга. Работы в этой прикладной области у нас ведут несколько коллективов. Например, в лаборатории доктора биологических наук Александра Фролова в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН предложены оригинальные методы ранней диагностики двигательных заболеваний.

Еще одно медицинское приложение - нейропротезирование. Миллионам пациентов уже установлены слуховые чипы, воспринимающие звук и передающие информацию непосредственно нейронам соответствующих центров мозга. Благодаря этому глухие люди слышат и понимают речь. В будущем возможно появление зрительных и обонятельных электронных протезов. Предпринимаются попытки передачи информации извне, помимо органов чувств, непосредственно в мозг.

Другое бурно развивающееся направление практического приложения нейроинформатики - робототехника. В 1970 - 1990-х годах именно в этой области были выполнены пионерские работы в рамках отечественной лунной программы. Речь идет о создании робота, способного передвигаться по сильно пересеченной местности. Вначале задача казалась почти невыполнимой. Решить ее позволило понимание механизмов организации двигательной активности животных. Коллективом физиологов под руководством академика Виктора Гурфинкеля (Институт проблем передачи информации АН СССР) и механиков, возглавляемых академиком Дмитрием Охоцимским и доктором физико-математических наук Евгением Девяниным (Институт прикладной математики АН СССР и Институт механики МГУ им. М. В. Ломоносова) была создана знаменитая "Шестиножка" - механическое "насекомое". Она стала прообразом множества современных, изощренных антропоморфных роботов, способных, например, играть в настольный теннис (Япония). Работы в этом направлении (управление движениями) у нас продолжаются в лаборатории доктора биологических наук Юрия Левика в Институте проблем передачи информации им. А. А. Харкевича РАН.

Что касается создания искусственного интеллекта и компьютеров нового поколения, то в этой бурно развивающейся области заняты специалисты различного профиля. Конечно, современные суперкомпьютеры во многих отношениях превосходят возможности человеческого мозга. Но в отличие от Homo sapiens даже самые совершенные из них разумом не обладают. Однако, по мнению ряда исследователей в области информатики, проблема эта техническая, и в относительно недалеком будущем будет решена.

Прекрасное или ужасное будущее ждет человечество? К этой ключевой этической проблеме приводит стремительный прогресс в области нейронаук. Удивительные возможности, открывающиеся для воздействия на человеческую личность и социальную жизнь общества, перспектива создания антропоморфных "когнитивных компьютеров" и многое другое с неизбежностью ставят этот "проклятый" вопрос. Ответ на него, как это неоднократно случалось в истории, зависит не только и не столько от ученых, сколько от самого общества.

Академик Михаил ОСТРОВСКИЙ, президент Физиологического общества им. И. П. Павлова, заведующий лабораторией Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН

Эндрю Ньюберг, Юджин Д"Аквили, Винс Рауз

Тайна Бога и наука о мозге. Нейробиология веры и религиозного опыта

Нашим семьям

«Это действительно блестяще… Одна из самых потрясающих книг, что я читала, занимаясь нейропсихиатрией и вопросами интуиции».

Мона Лиза Шульц, доктор медицины, доктор философии, автор книги «Пробуждение интуиции»

«Этот труд крайне важен для дальнейшего развития отношений между наукой и религией. Как ученые, исследовавшие нейробиологические основы религиозного опыта, давшие его богословский анализ и оценку, авторы данной книги – единственные в своем роде. Книга убедительно показывает нам, что ум неизбежно склонен к духовности и религиозным переживаниям».

Отец Рональд Мэрфи, Орден Иезуитов, профессор Университета Джорджтауна

«Эта важная книга знакомит обычного читателя, исследователя и клинициста с новыми открытиями в области нейробиологии, касающимися влияния духовных переживаний на мозг, здоровье и болезни. Превосходный учебник».

Дэвид Ларсон, доктор медицины, магистр здравоохранения, президент Национального института исследований в области здравоохранения

«Удивительная работа отдела медицинских исследований Пенсильванского университета в рождающейся на наших глазах новой области нейротеологии».

Издание Национальной ассоциации регулирования фармацевтического дела (Канада) NAPRA ReView

«Эта книга заставит вас серьезно задуматься о религии… поскольку она дает общие основы для размышлений и дискуссий о духовной жизни Ньюберг, д’Аквили и Рауз сделали великое дело, написав эту смелую книгу. Ее следовало бы читать не только в религиозных кругах, но и в группах, обсуждающих прочитанные книги, и школах».

Газета The Providence Journal

«Легко написанная и легко читающаяся… завораживающая книга о взаимоотношениях нашего ума и наивысшей реальности»

Журнал Catholic Digest

1. Фотография Бога. Введение в биологию веры

В маленькой темной лаборатории большого университетского госпиталя молодой человек по имени Роберт зажигает свечи, воскуряет палочку с жасминовым благовонием, а затем садится на пол и с легкостью принимает позу лотоса. Верный буддист, практикующий тибетскую медитацию, он собирается снова отправиться во внутреннее созерцательное путешествие. Как обычно, Роберт стремится к тому, чтобы утихло непрестанное пустословие ума и он мог погрузиться в более глубокую и более ясную внутреннюю реальность. Подобные путешествия он совершал уже тысячу раз, но сейчас происходит нечто особое: пока он входит во внутреннюю духовную реальность, так что материальный мир вокруг него становится бледной иллюзией, он почти в буквальном смысле остается связан с физическим здесь и теперь с помощью хлопчатобумажной бечевки.

Один свернутый конец бечевки лежит около Роберта, другой находится за закрытой дверью лаборатории в соседней комнате на моем пальце – я сижу вместе с моим другом и многолетним коллегой по исследовательской работе доктором Юджином д’Аквили. Мы с Джином ждем, когда Роберт через веревочку подаст нам сигнал о том, что его медитативное состояние достигло своей трансцендентной вершины. Именно момент духовного подъема представляет для нас особый интерес.

Метод: как уловить духовную реальность

На протяжении многих лет мы с Джином изучали взаимосвязи между религиозным опытом и работой мозга, и мы надеялись, что, исследуя деятельность мозга Роберта в наиболее интенсивные и мистические моменты его медитации, мы сможем лучше понять таинственные связи между сознанием человека и его постоянным непреодолимым стремлением установить отношения с чем-то бульшим, чем он сам.

Ранее, беседуя с нами, Роберт пытался описать нам словами, как его медитация достигает духовной вершины. Сначала, говорил он, успокаивается ум, что дает возможность появиться более глубинной и определенной части Я. Роберт считает, что внутреннее Я есть самая подлинная часть его идентичности, причем эта часть никогда не меняется. Для Роберта такое внутреннее Я не метафора и не просто установка, оно имеет буквальный смысл, оно устойчиво и реально. Это то, что остается, когда сознание оставляет свои заботы, страхи, желания и другие занятия. Он считает, что это внутреннее Я составляет саму суть его бытия. Если на Роберта надавить в разговоре, он даже может назвать собственное Я своей «душой».

«Возникает чувство вечности и бесконечности…

Эндрю Ньюберг, Юджин Д"Аквили, Винс Рауз

Тайна Бога и наука о мозге. Нейробиология веры и религиозного опыта

Нашим семьям

«Это действительно блестяще… Одна из самых потрясающих книг, что я читала, занимаясь нейропсихиатрией и вопросами интуиции».

Мона Лиза Шульц, доктор медицины, доктор философии, автор книги «Пробуждение интуиции»

«Этот труд крайне важен для дальнейшего развития отношений между наукой и религией. Как ученые, исследовавшие нейробиологические основы религиозного опыта, давшие его богословский анализ и оценку, авторы данной книги – единственные в своем роде. Книга убедительно показывает нам, что ум неизбежно склонен к духовности и религиозным переживаниям».

Отец Рональд Мэрфи, Орден Иезуитов, профессор Университета Джорджтауна

«Эта важная книга знакомит обычного читателя, исследователя и клинициста с новыми открытиями в области нейробиологии, касающимися влияния духовных переживаний на мозг, здоровье и болезни. Превосходный учебник».

Дэвид Ларсон, доктор медицины, магистр здравоохранения, президент Национального института исследований в области здравоохранения

«Удивительная работа отдела медицинских исследований Пенсильванского университета в рождающейся на наших глазах новой области нейротеологии».

Издание Национальной ассоциации регулирования фармацевтического дела (Канада) NAPRA ReView

«Эта книга заставит вас серьезно задуматься о религии… поскольку она дает общие основы для размышлений и дискуссий о духовной жизни Ньюберг, д’Аквили и Рауз сделали великое дело, написав эту смелую книгу. Ее следовало бы читать не только в религиозных кругах, но и в группах, обсуждающих прочитанные книги, и школах».

Газета The Providence Journal

«Легко написанная и легко читающаяся… завораживающая книга о взаимоотношениях нашего ума и наивысшей реальности»

Журнал Catholic Digest

1. Фотография Бога. Введение в биологию веры

В маленькой темной лаборатории большого университетского госпиталя молодой человек по имени Роберт зажигает свечи, воскуряет палочку с жасминовым благовонием, а затем садится на пол и с легкостью принимает позу лотоса. Верный буддист, практикующий тибетскую медитацию, он собирается снова отправиться во внутреннее созерцательное путешествие. Как обычно, Роберт стремится к тому, чтобы утихло непрестанное пустословие ума и он мог погрузиться в более глубокую и более ясную внутреннюю реальность. Подобные путешествия он совершал уже тысячу раз, но сейчас происходит нечто особое: пока он входит во внутреннюю духовную реальность, так что материальный мир вокруг него становится бледной иллюзией, он почти в буквальном смысле остается связан с физическим здесь и теперь с помощью хлопчатобумажной бечевки.

Один свернутый конец бечевки лежит около Роберта, другой находится за закрытой дверью лаборатории в соседней комнате на моем пальце – я сижу вместе с моим другом и многолетним коллегой по исследовательской работе доктором Юджином д’Аквили. Мы с Джином ждем, когда Роберт через веревочку подаст нам сигнал о том, что его медитативное состояние достигло своей трансцендентной вершины. Именно момент духовного подъема представляет для нас особый интерес.

Метод: как уловить духовную реальность

На протяжении многих лет мы с Джином изучали взаимосвязи между религиозным опытом и работой мозга, и мы надеялись, что, исследуя деятельность мозга Роберта в наиболее интенсивные и мистические моменты его медитации, мы сможем лучше понять таинственные связи между сознанием человека и его постоянным непреодолимым стремлением установить отношения с чем-то бульшим, чем он сам.

Ранее, беседуя с нами, Роберт пытался описать нам словами, как его медитация достигает духовной вершины. Сначала, говорил он, успокаивается ум, что дает возможность появиться более глубинной и определенной части Я. Роберт считает, что внутреннее Я есть самая подлинная часть его идентичности, причем эта часть никогда не меняется. Для Роберта такое внутреннее Я не метафора и не просто установка, оно имеет буквальный смысл, оно устойчиво и реально. Это то, что остается, когда сознание оставляет свои заботы, страхи, желания и другие занятия. Он считает, что это внутреннее Я составляет саму суть его бытия. Если на Роберта надавить в разговоре, он даже может назвать собственное Я своей «душой».

«Возникает чувство вечности и бесконечности…

В этот момент я как бы становлюсь частью всех и всего, приобщаюсь к существующему»

Роберт говорит, что когда это глубинное сознание (какова бы ни была его природа) возникает в моменты медитации, когда он целиком поглощен созерцанием внутреннего, то внезапно начинает понимать, что его внутреннее Я не есть нечто изолированное, но что оно неразрывно связано со всем творением. Однако когда он пытается описать этот крайне личный опыт словами, то неизбежно обращается к знакомым клише, которыми на протяжении веков пользовались люди, пытаясь рассказать о необъяснимых духовных переживаниях. «Возникает чувство вечности и бесконечности, – может сказать он. – В этот момент я как бы становлюсь частью всех и всего, приобщаюсь к существующему».

Для традиционного ученого подобные слова не имеют никакой ценности. Наука занимается тем, что можно взвесить, сосчитать и измерить – а все то, что не поддается верификации на основе объективного наблюдения, просто нельзя назвать научным. Хотя если бы какого-то ученого заинтересовал опыт Роберта, он как профессионал должен был бы заявить, что слова практика медитации носят слишком личный и слишком спекулятивный характер, так что они вряд ли указывают на какой-либо конкретный феномен в материальном мире.

Однако после многих лет исследовательской работы мы с Джином пришли к убеждению, что переживания, о которых сообщает Роберт, вполне реальны и их можно измерить и верифицировать с помощью настоящей науки. Вот что заставляет меня сидеть за спиной у Джина в тесном смотровом кабинете, держа между пальцами тонкую веревочку: я жду, когда у Роберта наступит момент мистического полета, потому что хочу «сфотографировать» это переживание.

Духовные переживания реальны, и их можно измерить и верифицировать с помощью настоящей науки

Роберт медитирует, а мы ждем около часа. Затем я чувствую, что он осторожно тянет за веревочку. Это означает, что мне пора ввести радиоактивный материал в капельницу, чтобы тот по длинной трубочке поступил в вену на левой руке Роберта. Мы даем ему еще немного времени на завершение медитации, а затем сразу доставляем его в один из кабинетов отделения ядерной медицины, где находится самое современное устройство для однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ). Роберт моментально оказывается на металлическом столе, и вокруг его головы с помощью четкого движения роботов начинают вращаться три гамма-камеры.

Камера для ОФЭКТ – это высокотехнологичное устройство для визуализации, которое выявляет радиоактивное излучение. Камеры ОФЭКТ сканируют голову Роберта, выявляя место накопления радиоактивного материала, который мы ввели в тот момент, когда он потянул за бечевку. Этот материал распространяется по кровеносным сосудам и почти моментально поступает к мозговым клеткам, где и остается на протяжении нескольких часов. Таким образом метод ОФЭКТ дает нам точный стоп-кадр состояния кровеносного потока в мозгу Роберта сразу после введения вещества – то есть именно в пиковый момент медитации.

Усиление притока крови к какой-то части мозга указывает на усиление активности данной зоны. Поскольку на сегодняшний день мы достаточно хорошо понимаем, какие функции выполняют отдельные зоны мозга, мы можем предполагать, что ОФЭКТ представит нам картину работы мозга Роберта в кульминационный момент его медитации.

Данные, которые мы получаем

Полученные данные действительно интересны. На томограммах мы видим признаки необычной активности малого участка серого вещества на вершине задней части мозга (см. рис. 1). Это сплетение нейронов с узко-специальной функцией называется задней верхней теменной долей, но для данной книги мы придумали иное название этого участка: ориентационно-ассоциативная зона, или ОАЗ.

Первоочередная задача ОАЗ – ориентация человека в физическом пространстве. Она оценивает, что находится выше и что ниже, помогает нам судить об углах и расстояниях и позволяет нам безопасно перемещаться в опасном физическом окружении. Для выполнения такой функции эта зона прежде всего должна иметь ясный и устойчивый образ физических границ человека. Сказать проще, она должна четко отделять тебя от всего остального, от того, что есть не ты, от того, что составляет остальную вселенную.

О способности ассоциативной зоны внимания формировать намерения и добиваться их осуществления говорят и исследования случаев ее повреждения. Если эта зона выходит из строя, пациент теряет способность концентрировать внимание, планировать будущее поведение и исполнять сложные перцепционные задачи, для которых необходимо сфокусироваться или устойчиво поддерживать внимание. Жертва такого повреждения, например, часто неспособна закончить длинное предложение или спланировать свои действия на целый день. Нередко это также приводит к уплощению чувств, утрате воли и глубокому безразличию по отношению к событиям окружающего мира . Эти факты, как и исследование мозга методами визуализации, указывают на то, что лобные доли участвуют в обработке эмоций и контроле над ними, взаимодействуя с лимбической системой, с которой у них многочисленные взаимосвязи.
Работу ассоциативной зоны внимания хорошо иллюстрирует следующий эксперимент. Когда испытуемым предлагали считать вслух, это увеличивало мозговую активность в первую очередь в моторной зоне, управляющей движениями языка, губ и рта. Но если испытуемые считали про себя, это приводило к повышению активности ассоциативной зоны внимания: вероятно, эта зона помогает мозгу сосредоточиться на задаче, особенно при отсутствии двигательной активности.
Ассоциативная зона внимания, как уже было показано, играет важную роль в формировании различных религиозных и духовных переживаний. Некоторые исследования мозга методами визуализации, включая наше, показали, что во время некоторых видов медитации активность ассоциативной зоны внимания повышается . Ряд других исследований с применением электроэнцефалографии (ЭЭГ) показал, что при состояниях с устойчивой концентрацией внимания меняется электрическая активность лобной доли мозга и что эти изменения особенно резко выражены при медитации у людей, практикующих дзен.
Хотя есть множество данных об изменении ЭЭГ при интенсивной концентрации внимания, к сожалению, есть только одно исследование ЭЭГ в момент возникновения у испытуемого чего-то близкого к пиковому переживанию. Поскольку пиковые переживания встречаются сравнительно редко, довольно трудно зафиксировать момент такого переживания на ЭЭГ. У данного испытуемого во время медитации значимые изменения ЭЭГ происходили, в частности, в ассоциативной зоне внимания и в ориентационно-ассоциативной зоне.
Как мы полагаем, ассоциативная зона внимания активизируется во время занятия духовными практиками, такими как медитация, по той причине, что она участвует в формировании эмоциональных реакций, – а религиозные переживания обычно сопровождаются сильными эмоциями. Поэтому мы вправе предположить, что ассоциативная зона внимания активно взаимодействует с другими структурами мозга, отвечающими за эмоции, во время медитативных и религиозных состояний.

Создание каталога мира: вербально-концептуальная ассоциативная зона

Вербально-концептуальная ассоциативная зона, расположенная в месте пересечения височной, теменной и затылочной долей, в первую очередь отвечает за формирование абстрактных концепций и за их вербальное выражение . Большинство когнитивных операций с использованием речи и ее пониманием – сравнение концепций, исследование противоположностей, наименование объектов и их категорий, а также грамматическая и логическая функции высшего порядка – выполняет именно вербально-концептуальная ассоциативная зона. Эти операции крайне необходимы для развития сознания и выражения содержимого сознания с помощью слов.

В формировании религиозных переживаний важнейшую роль выполняет височная доля

Вербально-концептуальная ассоциативная зона крайне важна для работы нашей психики, и потому не следует удивляться тому, что она выполняет важнейшую роль в формировании религиозных переживаний, поскольку почти у всех религиозных переживаний есть когнитивный, или концептуальный, компонент – то есть та их часть, о которую мы можем осознавать. Исследование, проведенное В.С.Рамачандраном в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, показали, что пациенты с височной эпилепсией сильнее реагируют на религиозный язык, особенно на религиозные термины и образы. На основании этих данных можно предположить, что височная доля играет важную роль в формировании религиозных переживаний . Кроме того, здесь находятся центры других важных функций мозга, например таких, как причинно-следственное мышление, которые связаны с нашей способностью создавать мифы и с тем, как мифы выражаются через ритуалы.

* * *

Четыре описанные нами ассоциативные зоны представляют собой наиболее сложные неврологические структуры мозга. Благодаря совершенной обработке или поступающей по разным каналам информации мы можем создавать живую целостную картину реальности, которая плавно и понятным образом меняется каждую секунду. Чем полнее такое восприятие, тем выше наши шансы на выживание, а в итоге вся нейробиологическая деятельность мозга подчинена именно задаче выживания.

Как мозг создает свой ум

В процессе эволюции человеческого мозга произошло нечто удивительное: мозг с его великим умением воспринимать реальность начал ощущать и свое собственное существование, так что человек обрел возможность размышлять, как бы рассматривая происходящее со стороны, о той картине реальности, которую создает его собственный мозг. Так в голове человека появилось нечто вроде внутреннего личного самосознания – независимое Я, занимающееся наблюдением.
Я со всеми его эмоциями, ощущениями и мыслями мы обычно называем умом .
Неврология не в силах убедительно объяснить, как это происходит – каким образом биологические функции порождают нематериальный ум; как аппарат мозга, его «плоть и кровь», могут внезапно превратиться в самосознание. На самом деле наука и философия бьются над этим вопросом уже не одно столетие, но пока не нашли на него четкого ответа или даже намека на его обретение в ближайшем будущем.

Мозг создает ум. Наука способна показать, что ум не существует без неврологической деятельности головного мозга

До настоящего момента мы использовали термины «мозг» и «ум» достаточно свободно. Сейчас нам поможет пара простых и однозначных определений, основанных на все более глубоком понимании важных психических процессов. Эти определения, в частности, указывают на гармоничное сотрудничество структур мозга, направленное на превращение сырых сенсорных данных в целостную картину мира, находящегося вне пределов черепа. Итак, мозг есть набор материальных структур, которые собирают и обрабатывают сенсорную, когнитивную и эмоциональную информацию; ум – это феномены мышления, памяти и эмоций, порожденные перцепционными процессами в мозге.
Проще говоря, мозг создает ум. Наука способна показать, что ум не существует без неврологической деятельности головного мозга. Если бы мозг не был бы способен в совершенстве обрабатывать различные типы поступающих к нему данных, мыслей и чувств, из которых складывается ум, ума просто бы не было. Вместе с тем непрестанное стремление мозга строить как можно более живую и сложную перцептивную картину неизбежно порождает мысли и эмоции, из которых формируется ум.
Итак, с точки зрения нейробиологии ум не может существовать без мозга, а мозг не может остановить в себе стремление создавать ум. Между умом и мозгом существует настолько тесная связь, что разумнее было бы рассматривать эти два понятия как два разных аспекта одной и той же реальности.
Стоит вспомнить, например, о том, что для появления одной мысли у человека требуется сложнейшая совместная работа сотен тысяч нейронов. Если бы мы захотели отделить ум от мозга, нам пришлось бы мысленно отделить каждый нейрон от его функции – это было бы равноценно попытке отделить соленую воду океана от той энергии, которая заставляет двигаться волны и придает им особую форму. Для существования волны нужны оба элемента: без энергии поверхность воды оставалась бы ровной, без воды эта энергия не нашла бы себе выражения. Подобным образом невозможно отделить нейроны от их функций. Если бы мы могли это сделать, мысль освободилась бы от своей нейробиологической основы и мы могли бы рассматривать ум как нечто отдельное от мозга, как парящее в воздухе сознание, которое можно назвать «душой».
Но отделить одно от другого, даже в случае одной-единственной мысли, совершенно невозможно. Когда вы думаете о многомерной и целостной нейробиологической активности мозга, вы не можете отделить нейроны от их функций. Разум снова и снова говорит нам, что уму нужен мозг, что мозг создает ум и что эти два образования по сути одно, но мы пользуемся двумя терминами лишь потому, что смотрим на это единое целое с двух точек зрения.

Для появления одной мысли у человека требуется сложнейшая совместная работа сотен тысяч нейронов

Непостижимое единство биологического мозга и бесплотного ума – это первый аспект того, что мы называем мистическим потенциалом ума. Второй аспект, на который косвенно указывают наши исследования методом ОФЭКТ, заключается в том, что ум воспринимает духовные переживания как нечто реальное. Это свойство, связанное со способностью ума входить в измененные состояния сознания и соответственным образом на неврологическом уровне модифицировать свою оценку реальности, определяет тесную связь между биологией и религией. Но прежде чем мы начнем рассматривать природу этой связи, поговорим об эмоциональных и нейробиологических компонентах, которые делают мозг основой мистического ума.

3. Архитектура мозга. Как мозг строит ум

Каждый раз, когда силы души вступают во взаимодействие с тварным миром, они получают тварные образы и подобия от творения и впитывают их. Так в душе возникает знание о творении. Тварные вещи не могут стать к душе ближе, чем так, как было сказано, и душа может приблизиться к творению лишь через целенаправленное восприятие образов. И только через такой образ душа приближается к тварному миру, ибо образ есть то, что душа творит своими силами. Желает душа знать, допустим, природу камня, лошади, человека. Тогда она создает образ.

Майстер Экхарт, «Mystiche Schriften», цит. по: Evelyn Underhill, Mysticism

Средневековый немецкий мистик Майстер Экхарт жил за несколько веков до появления науки нейробиологии. Однако, похоже, он интуитивно постиг один из фундаментальных принципов этой дисциплины: то, что мы воспринимаем как реальность, на самом деле есть только образ реальности, созданный мозгом.
Наши современные представления о перцептивной власти мозга подтверждают его правоту. Ничто не входит в сознание как готовое целое. Не существует непосредственного и объективного опыта реальности.
Все, что воспринимает мозг, – все мысли, чувства, интуиции, воспоминания, озарения, желания и откровения – было собрано из кусочков мозгом, обрабатывающим информацию, из потока импульсов нейронов, сенсорных данных и отдельных когнитивных элементов, рассеянных по его структурам и нервным путям.

Ничто не входит в сознание как готовое целое. Не существует непосредственного и объективного опыта реальности. Все, что воспринимает мозг, было собрано из кусочков мозгом, обрабатывающим информацию, из потока импульсов нейронов, сенсорных данных и отдельных когнитивных элементов

Представление о том, что наш опыт реальности – а это, если уж на то пошло, все наши переживания – лишь «вторичный» образ того, что могло (или не могло) быть реальным объективно, ставит перед нами глубокие вопросы относительно самих основ существования человека и нейробиологической природы духовного опыта. Так, наши исследования с участием людей, занимавшихся тибетской медитацией, и францисканских монахинь показали, что переживания, казавшиеся им духовными, были прямо связаны с наблюдаемым повышением активности определенных участков мозга. Редукционисты могли бы сделать отсюда следующий вывод: религиозный опыт есть плод воображения нервной системы, так что Бог физически живет «в вашем уме». Но глубокое понимание того, как мозг и ум собирают из фрагментов реальность и ее переживают, предполагает нечто иное.

Если Бог существует и если Он являлся вам в каком-то воплощенном виде, вы не могли бы пережить Его присутствие каким-то иным способом, кроме как через образ реальности, созданный вашей нервной системой

Вообразим себе, например, что ваш мозг исследуют методом визуализации. В процессе исследования вам предлагают съесть большой кусок домашнего яблочного пирога. Пока вы наслаждаетесь его вкусом, исследователи получают картину неврологической активности в разных центрах обработки информации, где поступающие от органов чувств данные превращаются в конкретные нейробиологические картины, связанные с опытом поедания вкусного пирога: обонятельные зоны регистрируют приятный запах яблок и корицы, зрительные зоны создают образ чудесной румяной корочки, центры осязания дают картину чего-то хрустящего и мягкого одновременно, и в то же время зона вкуса говорит о том, что вы едите нечто сладкое с богатыми вкусовыми ощущениями. ОФЭКТ покажет примерно такую же картину, что мы наблюдали при исследовании медитирующих буддистов и молящихся монахинь, и мы увидим на мониторе компьютера яркие пятна. Опыт поедания вкусного пирога находится в буквальном смысле слова в вашем мозге, но это не означает, что пирог призрачен или его вкус нереален.
Подобным образом, когда мы находим, какие нейробиологические процессы стоят за духовным опытом, это не значит, что мы объявляем этот опыт нереальным. Если, скажем, Бог существует и если Он являлся вам в каком-то воплощенном виде, вы не могли бы пережить Его присутствие каким-то иным способом, кроме как через образ реальности, созданный нервной системой. Вам понадобился бы слуховой анализатор, чтобы услышать Его голос, визуальная система, чтобы увидеть Его лицо, и когнитивная обработка информации, чтобы понять, что Он вам этим явлением хотел сказать. И даже если Он будет говорить с вами мистически, помимо слов вам понадобятся когнитивные функции, чтобы уловить смысл сказанного, и приток информации от эмоциональных центров мозга, чтобы вы могли пережить глубокое восхищение и трепет. Здесь с нейробиологией все ясно: Бог не может войти в вашу голову никак иначе, кроме как по нервным путям мозга.

Бог не может существовать как концепция или реальность где-либо за пределами вашего мозга

Соответственно, Бог не может существовать как концепция или реальность где-либо за пределами вашего мозга. В этом смысле как духовный опыт, так и обычные переживания материальной природы становятся для мозга реальностью одним и тем же путем – через обработку информации в мозге и благодаря работе когнитивных способностей ума. Какой бы природой в итоге ни обладали духовные переживания – будь они отражением подлинной духовной реальности или просто образами, которые имеют чисто нейробиологическую природу, – все значимые события, касающиеся человеческой духовности, происходят в уме. Иными словами, ум по определению обладает мистической природой. Мы не можем уверенно сказать, каким образом в нем возникли такие способности, но можем обнаружить их нейробиологическую основу: некоторые важнейшие структуры и функции, в первую очередь автономную нервную систему, лимбическую систему и сложные аналитические функции головного мозга.

Системы возбуждения и умиротворения

Системы возбуждения и умиротворения – самая главная часть нервной системы тела, их волокна служат важным неврологическим мостом между мозгом и всеми остальными частями тела. Получая информацию от различных структур головного мозга, автономная нервная система участвует в регулировке таких важнейших функций, как частота сердцебиения, артериальное давление, температура тела и пищеварение. В то же время, поскольку она связана с высшими структурами, она оказывает сильное влияние на многие другие аспекты деятельности мозга, включая генерацию эмоций и настроений.
Автономная нервная система состоит из двух отделов: симпатической и парасимпатической систем . Симпатическая нервная система – это основа для телесной реакции «борьба или бегство», которая резко повышает адреналин в тот момент, когда нам нужно защищаться от опасности или убегать. Эту систему возбуждения также активизируют позитивные переживания – из-за этого, например, сердце охотника начинает быстро колотиться, когда он приближается к своей жертве. Подобное происходит и тогда, когда человек подходит к своему сексуальному партнеру. Фактически любая ситуация, как-то связанная с выживанием, активизирует симпатическую систему. Будь это новая потенциальная возможность или будь это угроза, реакция одинакова – это приведение тела в состояние готовности, возбуждение. На физиологическом уровне это выражается в увеличении частоты сердечных сокращений, повышении артериального давления, учащении дыхания и повышении тонуса мышц. В состоянии возбуждения тело щедро тратит энергию, чтобы получить возможность совершать решительные действия.
Поскольку симпатическая система готовит тело к действию, мы будем называть ее, включая ее связи с головным мозгом и надпочечными железами, системой возбуждения.
У системы возбуждения существует свой противовес – парасимпатическая нервная система. Она отвечает за сохранение энергии и за гармоничный баланс в работе базовых функций организма. Она регулирует сон, вызывает расслабление, способствует пищеварению и управляет ростом клеток. Поскольку она оказывает успокоительное и стабилизирующее действие на тело, мы будем называть парасимпатическую нервную систему вместе с некоторыми связанными с ней структурами верхних и нижних частей головного мозга системой умиротворения.
В целом системы возбуждения и умиротворения действуют по принципу антагонизма: когда повышается активность одной из них, активность другой снижается . Это позволяет телу и мозгу работать плавно и должным образом реагировать на любую новую ситуацию. Допустим, когда возникает опасность, умиротворяющая система уступает место системе возбуждения, позволяя ей тратить энергию, которая физиологически готовит тело к действию. Подобным образом система возбуждения отходит на задний план, когда угроза остается в прошлом, и тогда под действием системы умиротворения давление крови снижается, дыхание замедляется и тело начинает копить нужные запасы топлива и энергии.
Эти две системы, как правило, не раз уступают власть одна другой в процессе выполнения повседневных дел . Однако в некоторых случаях обе системы работают одновременно, когда что-то вынуждает их максимальным образом активизироваться, и это наблюдается при возникновении альтернативных состояний сознания. Такие необычные состояния измененного сознания возникают под воздействием некоторых сильных физических или психических пусковых механизмов, таких как танец, бег или длительное сосредоточение внимания . Эти состояния можно запускать сознательно с помощью особых действий, прямо связанных с религией – обрядов или медитации. То, что как вызванные намеренно, так и непроизвольные состояния такого рода обладают большим сходством, указывает на то, что автономная нервная система имеет непосредственное отношение к потенциальной способности мозга испытывать духовные переживания.
Мы полагаем, что на самом деле автономная нервная система фундаментально важна для появления духовных переживаний. Многие исследования прошлого показывали, что такие практики, как, например, тантрическая йога или трансцедентальная медитация, связаны со значимыми изменениями частоты сердцебиения и дыхания, а также уровня артериального давления – все эти вещи контролирует именно автономная нервная система.