Серотонин, о котором вы многое узнаете в последующих главах, часто называют полицейским мозга, потому что он помогает контролировать его деятельность. Он влияет на настроение человека, его импульсивность, гнев и склонность к агрессии.
Норэпинефрин, первый нейромедиатор, который исследовали ученые, чтобы понять настроение, усиливает сигналы, влияющие на внимание, восприятие, мотивацию и возбуждение.
Дофамин, который также часто считают нейромедиатором, способствующим обучению, чувству удовлетворения, повышению внимания и двигательной активности, может иногда оказывать и противоположное действие на клетки мозга.
Большинство медицинских препаратов, которые мы используем для улучшения душевного и психического состояния, имеют цель воздействовать на уровень в организме этих трех нейромедиаторов. Однако простым увеличением или снижением их уровня невозможно добиться совершенно четких и однозначных результатов, поскольку наша нервная система очень сложна. Воздействие только на один нейромедиатор может иметь побочные эффекты. К тому же действие соответствующих препаратов может быть неодинаковым в несхожих обстоятельствах и у разных людей.
Я часто говорю людям, что пробежка оказывает такое же влияние на организм, как прием небольшой дозы антидепрессантов или противотревожных препаратов, поскольку, как и эти лекарства, движения повышают уровень нейромедиаторов в нашем мозге. Более глубокое объяснение – физическая активность гармонизирует нейромедиаторы, равно как и другие важные нейрохимические вещества. А как вы увидите дальше, если удается поддерживать мозг в сбалансированном состоянии, это чрезвычайно позитивно влияет на всю вашу жизнь.
Учиться – значит расти
Как бы ни были важны нейромедиаторы, в организме есть еще один класс мастер-молекул, изучение которых за последние годы кардинально изменило понимание связей в мозге, а особенно тех процессов, благодаря которым они развиваются и растут. Я имею в виду семейство белков, объединенных широким наименованием факторы, главным из которых считается нейротрофический фактор мозга (BDNF)[13]. Если нейромедиаторы служат для передачи сигналов между нейронами, то нейротрофины – это строительный материал для всей нейронной инфраструктуры мозга.
С начала 1990-х годов, когда ученые обнаружили свидетельства нейронного механизма памяти, они обратили самое пристальное внимание на нейротрофины, изучение которых превратилось в отдельную область нейрофизиологии. В 1990-х годах было опубликовано около десяти научных работ о нейротрофинах, когда были установлены их присутствие в мозге человека и их роль в качестве своеобразных «удобрений» для роста и развития нейронов. А потом, по словам нейрофизиолога Ээро Кастрена из шведского Каролинского университета, разразилось «цунами» из экспериментов, проведенных в университетах и исследовательских центрах фармацевтических компаний. Сегодня список библиографии по нейротрофинам насчитывает около 5,5 тысяч наименований. А когда стало понятно, что они присутствуют и в гиппокампе, том отделе мозга, который отвечает и за память, и за обучение, ученые стали уже прицельно рассматривать их роль в формировании памяти.
Процесс обучения требует усиления связанности между нейронами, которое обеспечивается динамическим механизмом – долговременной потенциацией[14]. Когда мозг начинает воспринимать какую-то информацию, это естественным путем повышает активность в связях между нейронами. Чем выше эта активность, тем сильнее корреляция и тем легче соответствующему сигналу пройти между ними и установить некую цепочку. Активность нейрона заставляет имеющиеся в аксонах запасы глутамата пересечь синаптический разрыв и подготовить рецепторы близлежащего нейрона к принятию сигнала. Пока этот нейрон в покое, его электрический заряд увеличивается, и вследствие этого он, словно магнит, легко притягивает несущий сигнал глутамат. Если поступление таких сигналов в нейрон продолжается, генный механизм его ядра создает новый строительный материал для синапса и, таким образом, усиление нейронной инфраструктуры позволяет информации задерживаться в нейронах в виде памяти.
13
Нейротрофический фактор мозга (нейротропный фактор мозга) – белок человека, кодируемый геном BDNF. Относится к нейротрофинам – веществам, стимулирующим и поддерживающим развитие нейронов.
14
Долговременная потенциация – усиление синаптической передачи между двумя нейронами, сохраняющееся длительное время после воздействия на синаптический проводящий путь. Участвует в механизмах синаптической пластичности, обеспечивающих нервную систему возможностью адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды. Большинство теоретиков нейрофизиологии полагают, что ДП и долговременная депрессия лежат в основе клеточных механизмов памяти и обучения.