пожилой ученый получил бессрочный домашний арест, который продлил его жизнь на 10 лет и позволил завершить революционный труд о «двух новых науках» – кинематике и сопротивлении материалов. Галилео Галилей – один из основателей современного естественнонаучного мировоззрения, инновационно соединивший математику и эксперименты. Он внес огромный вклад в отход науки, с одной стороны, от религии, а с другой – от философии.
Гениальность – система или отклонение?
Бруно и Галилей, Николай Коперник, Грегор Мендель, Чарльз Дарвин – все они сыграли важнейшую роль в развитии нашей цивилизации. Но как узнать, что происходило в их нейронных сетях? Чем отличается мозг гения от мозга обычного человека?
Работать с одаренными людьми физиологическими методами крайне сложно. Они уникальны и, следовательно, столь значимый для формулировки научно-обоснованных выводов статистический анализ тут невозможен. Ни в одну статистику гении не вписываются.
Пожалуй, наиболее выдающийся пример (и диковатая история) связан с Альбертом Эйнштейном. Мозг великого физика был, по сути, похищен патологоанатомом в 1955 году, но вполне профессионально обработан формалином и разрезан на фрагменты для изучения. Первые научные статьи по мозгу Эйнштейна появились только в 80-е годы: показаны изменения в строении нижней лобной извилины, теменной коры, в соотношении нервных и глиальных клеток в пользу последних, более высокая мощность мозолистого тела, соединяющего правое и левое полушария [88]. И все-таки напрямую связать все это с гением ученого, конечно, невозможно.
Поэтому используется другой путь: сравнение деятельности мозга некоторого количества выдающихся математиков (напрашивается начало анекдота: «Сколько нужно выдающихся математиков, чтобы поменять лампочку?») [89] с активностью нервной системы контрольной группы: например ученых, занимающихся исследованиями в других областях знаний. Наиболее типичные результаты указывают на вклад в процессы математического мышления теменной, лобной, нижней височной коры. При этом активируемые нейросети не пересекаются с обычными языковыми (вербальными) зонами, то есть «высокие» алгебраические, геометрические, топологические операции происходят «за пределами обычного языка».
ПОЛУЧАЕТСЯ, ЧТО МИР ЦИФР И ФОРМУЛ ДАЖЕ НА НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОМ УРОВНЕ «ОТСТРАИВАЕТСЯ» ОТ МИРА БУКВ И СЛОВ, ПОДПИТЫВАЯ ИЗВЕЧНОЕ ПРОТИВОСТОЯНИЕ ГУМАНИТАРИЕВ И ТЕХНАРЕЙ.
В настоящее время предлагается даже выделить специальную «сеть математического мышления» [90] по аналогии с другими: сетью внимания, сетью «по умолчанию» (о ней мы еще вспомним в следующей главе), сетью значимости, центральной исполнительной сетью и т. д.
Строение нервной системы на уровне анатомических структур, популяций нервных клеток, отдельных синапсов – весьма индивидуально и определяется многими сотнями генов. Добрая половина из них отвечает за эмбриогенез различных частей нашего организма. Как формируется одаренный мозг, мы понимаем пока что плохо. А вот нарушения и заболевания при сбоях этого процесса изучаются очень активно, и многие из них уже неплохо охарактеризованы. Давайте немного погрузимся в исследование этих сбоев и посмотрим, куда оно нас заведет.
На первом этапе развития ЦНС происходит миграция нейронов и глиальных клеток на свои «рабочие места» в пределах различных областей ствола, больших полушарий, мозжечка. Возбуждающие нейроны в головном мозге человека в момент рождения уже в основном «отблуждали» и, «успокоившись», закончили свои перемещения. Тормозные же, прежде всего ГАМК-нейроны продолжают активную миграцию в течение первых месяцев после рождения [91].
Отклонения в нормальном течении этих событий, как правило, вызывают тяжелые когнитивные и поведенческие нарушения. Приведу в пример лиссэнцефалию – патологию, при которой сглаживаются борозды и извилины на поверхности коры больших полушарий. Один из генов, связанный с миграцией нейронов и повреждаемый при этом заболевании, именуется LIS1 [92]. Дети с такой аномалией живут обычно не более 10 лет.
На втором этапе развития мозга формируются ветвления нейронов и начинают устанавливаться контакты-синапсы. И ключевую роль тут играют аксоны – отростки, передающие сигнал от тела нервной клетки к следующим элементам нейросети, к мышцам и железам. Основные функции в процессе «наведения аксонов» выполняют белки, выделяемые клетками-мишенями: нетрины, эфрины, семафорины. Случается, что они мутируют, изменяются. Тогда нарушения, конечно, не столь грубы, как в случае поломки миграции, но тоже весьма травматичны. Например, обнаруживается связь сбоя в деятельности семафоринов с патологией (непроходимостью) кишечника: у ребенка с повреждением генов группы SEMA часто не формируется нормальное управление перистальтикой со стороны вегетативных нервных волокон [93].
Завершающее событие, которое позволяет нейросетям уже перейти к обработке и проведению сигналов – созревание синаптических контактов. В синапсе из отростка нейрона (обычно из аксона), передающего сигнал, выделяется вещество-нейромедиатор, оказывающее влияние на следующую клетку – оно возбуждает либо тормозит ее, либо как-то влияет на обмен веществ. На поверхности клетки-мишени есть белки-рецепторы, чувствительные к этому веществу. Через короткое время после выделения нейромедиатор разрушается ферментами либо всасывается обратно в аксон или в глиальную клетку.
Нормальное функционирование всех этих механизмов, а также структурная стабильность синапсов – важнейшее условие для эффективной работы мозга. Основные возбуждающие потоки сигналов передает нейромедиатор глутамат (глутаминовая кислота). Торможение избыточной активации реализует нейромедиатор ГАМК (гамма-аминомасляная кислота). Их дисбаланс – причина многих психологических, психиатрических и неврологических отклонений: от легких проявлений СДВГ (синдрома дефицита внимания и гиперактивности) до тяжелейшей эпилепсии.
По шутке или по прямому замыслу природы, этот же дисбаланс способен выступать как источник творческой энергии, как фактор запуска активного и высокомотивированного поведения. Список великих ученых и изобретателей, плохо учившихся в школе и демонстрировавших симптомы СДВГ в зрелом возрасте, открывает Леонардо да Винчи [94].
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ВСЕГО ЛИШЬ ОДНОГО ЧЕЛОВЕКА ПОДАРИЛИ МИРУ МНОЖЕСТВО ИЗОБРЕТЕНИЙ, АНАТОМИЧЕСКИХ ОТКРЫТИЙ И, КОНЕЧНО, КАРТИН.
В этот же список «СДВГ-шников» входят Томас Эдисон, Никола Тесла, Альберт Эйнштейн и многие другие. Система или отклонение? Система отклонений? Вопрос.
Но глутамат и ГАМК формируют только первый слой нейромедиаторов. Под ним – молекулы, которые создают в нашем мозге эмоциональный и подкрепляющий фон. В их списке первые места занимают дофамин – радость новизны и движений – и норадреналин – радость победы, азарта, преодоления препятствий. Деятельность соответствующих систем подкрепления на структурном уровне базируется на нейросетях вентральной покрышки и черной субстанции среднего мозга, прилежащего ядра прозрачной перегородки Nucleus accumbens, а также области, которая находится чуть ниже среднего мозга и именуется «голубое пятно» – Locus coeruleus. Нейроны голубого пятна вырабатывают норадреналин, а их аксоны расходятся по всей ЦНС.
Врожденно яркое «предустановленное ПО» дофаминовых и норадреналиновых синапсов делает человека любопытным, соревновательным, настроенным на успех лидером – впрочем, порой импульсивным и даже агрессивным. И, конечно, более склонным к «мании» новизны и приключений. Это те, кто совершают открытия и идут на риск, двигают бизнес… И зачастую являются невыносимыми начальниками, доводящими сотрудников до белого каления: «Быстрее! Выше! Сильнее! Работаем на праздниках! Нет? Тогда тимбилдинг –
