Давай начнем с самого начала: а что такое, собственно, мозг? Мозг руководит твоими действиями, чувствами и мыслями. Это компьютер, который управляет всем, что происходит в твоем теле: дыханием, аппетитом, пищеварением. А еще благодаря мозгу ты можешь делать все что захочешь: веселиться, резаться в видеоигры или читать книги.

Твой мозг всегда чем-то занят, всегда активен, даже когда ты спишь. А знаешь ли ты, что мозг производит столько энергии, что с ее помощью можно зажечь лампочку? А что за день он обрабатывает больше информации, чем все телефоны на свете? Вот уж ленивым его точно не назовешь!

Мысль о том, что мозг — это суперкомпьютер, с помощью которого мы думаем и чувствуем, возникла в науке относительно недавно. Долгое время люди считали мозг чем-то вроде «начинки» черепа, а главным органом человеческого тела называли сердце. К примеру, у мумий в Древнем Египте удаляли почти весь мозг, так как считали его лишним грузом.

Хотя роль мозга долго недооценивалась, люди все же довольно давно догадались, что это особенный орган. Еще в XVII веке до нашей эры (!) один военный лекарь описал на свитке папируса случай с двумя солдатами, которые после ранения в голову начали дрожать и разучились говорить (скорее всего, их мучили приступы эпилепсии). Так впервые была установлена связь между повреждением мозга и определенными жалобами пациентов. Этот свиток папируса важен для истории еще и потому, что на нем был изображен иероглиф (письменный знак у египтян), обозначавший мозг.

Как ты уже знаешь, мозг состоит из разных частей и каждая выполняет определенную задачу или функцию. Ученые обнаружили это, когда обследовали пациентов с поражениями мозга. Оказалось, что у людей с определенным типом нарушений одни и те же симптомы, например бессвязная речь. Когда ученые изобрели томографию, то смогли выяснить (в частности, с помощью функциональной МРТ), какие части мозга отвечают за выполнение тех или иных задач. Но хотя у разных частей мозга свои функции, мозг — это не случайный набор инструментов, а настоящая слаженная команда!

В предыдущей главе мы сравнивали мозг с оркестром, но ведь не все читатели одинаково музыкальны. Можно сравнить мозг и с футбольной командой. В ней одиннадцать игроков, и у каждого своя роль: стоять на воротах, защищать их или нападать. За каждую команду могут играть разные люди, но некоторые будут выполнять одну и ту же задачу (скажем, трое защитников). С мозгом все так же. Например, за речь отвечают более 20 областей мозга. А все цвета, формы, размеры, подвижные или неподвижные объекты, которые мы видим, обрабатывают более 30 областей.

Как ты уже знаешь, древние греки считали человеческое тело священным и не хотели его вскрывать. Вместо этого они изучали мозг животных. Благодаря таким исследованиям люди не только разобрались, как устроен мозг у животных разных видов, но и многое поняли о работе человеческого мозга. Дело в том, что процессы в мозге людей и животных во многом протекают одинаково. Благодаря предыдущим материалам ты уже понимаешь, что человеческий мозг — удивительный, уникальный орган. Однако и в животном царстве происходит много необычного. Об этом и поговорим!

Прежде чем ты узнаешь об органах чувств (зрения, слуха, обоняния), придется слегка понервничать. Не волнуйся, ничего страшного (мы бы не стали тебя пугать), просто тебе нужно познакомиться с черепными нервами. Мы уже говорили о нейронах (помнишь — такие серые, их еще у человека 86 миллиардов?) и их отростках (они белого цвета и связывают между собой нервные клетки). Отростки собираются в пучки. Они сильно напоминают спагетти. Одна макаронина — это отросток, а вместе они собраны в пучок. Если же соединить несколько небольших пучков в одну пачку спагетти, получится нерв (хотя нервы, конечно, намного тоньше, чем макаронины).

Все, что ты видишь, слышишь, нюхаешь, ощущаешь и обдумываешь, возникает и обрабатывается в твоем мозге. Это можно сказать и об эмоциях. Если ты злишься на родителей, когда они заставляют тебя рано ложиться спать, если испытываешь радость и облегчение, справившись с трудной контрольной, — все это происходит в твоем мозге и благодаря ему. Эмоции настолько важны для людей, что в мозге специально для них предусмотрена лимбическая система. Она объединяет мозговые структуры, расположенные по всему мозгу: таламус, миндалины, гиппокамп, гипоталамус, свод мозга и некоторые другие области. В этом материале мы обсудим такие чувства, как страх, гнев и влюбленность.

Мозг начинает расти очень рано. От родителей нам всегда достаются гены — «кирпичики», из которых строится человек. Вместе с другими факторами (например, ультрафиолетовым излучением, качеством воздуха и тому подобным) гены определяют, как будет развиваться твой мозг.

Вскоре после зачатия возникает крошечный человечек. В первую очередь у него появляются сердце, почки и легкие. Через две недели после зачатия формируются мозг и нервная система. По ходу беременности мозг увеличивается, а количество нервных клеток растет с невероятной скоростью!

Чтобы обучаться новому и запоминать разные вещи, мы используем память. Ты помнишь, кто ты, где живешь, кто твои родители и лучшие друзья, какая у тебя любимая еда. Ты умеешь ездить на велосипеде, плавать, писать слова и прыгать.

Благодаря памяти ты можешь выучить назубок таблицу умножения, французские слова и все столицы Европы.

Ты уже знаешь, как сложно устроен мозг — твой внушительный суперкомпьютер. Понятно, что в такой сложной системе время от времени возникают неполадки. Что-то вроде сбоя в системе. Порой крошечная поломка ведет к серьезным последствиям, а иногда наоборот — большая проблема едва заметна. Многое зависит от того, где именно произошел сбой. Речь пойдет о болезнях, которые связаны с нарушением функций мозга или с трудностями при выполнении разных задач. Мы уже обсуждали деменцию и болезнь Альцгеймера, а сейчас поговорим и о некоторых других заболеваниях.

Некоторые люди рождаются аутистами. Таким людям часто бывает трудно выражать свои мысли и чувства или понимать других, приспосабливаться к новым ситуациям или незнакомым людям. В мире аутизм встречается примерно у одного-двух человек на тысячу и в четыре раза чаще у мальчиков, чем у девочек. Точная причина аутизма пока не известна. Ученые выяснили, что некоторые структуры мозга у людей с аутизмом выглядят и работают иначе, чем у обычных людей, например мозолистое тело (это нервные волокна, которые соединяют полушария), миндалевидные тела (это миндалины, они отвечают за эмоции, помнишь?) и мозжечок. Кроме того, научно доказано, что у людей с аутизмом нарушен баланс определенных веществ (нейротрансмиттеров).

Сознание — очень сложное понятие, у которого много значений. Ты знаешь, что ты есть, — чаще всего это и называется сознанием. Еще сознанием можно считать то, что ты ощущаешь или воспринимаешь свое окружение. Ты можешь находиться в сознании или без сознания, а еще существуют расстройства сознания, такие как кома, о которой мы тоже поговорим.

Во сне ты не отдаешь себе отчет в том, что происходит вокруг, но тебя можно разбудить, например если включить будильник. Человека в коме разбудить нельзя, даже если поднести будильник к его уху.

Искусственный интеллект: суперумные компьютеры и беспилотные автомобили

Как ты уже знаешь, мозг — твой личный суперкомпьютер. А что насчет компьютеров и роботов? Смогут ли они когда-нибудь стать такими же умными, как люди? А может, они будут еще умнее и начнут править миром (любимый сюжет писателей-фантастов)? Современные компьютеры очень умные и быстрые. Некоторые из них могут выполнять до квадриллиона (1 000 000 000 000 000) операций в секунду! Человеческий мозг способен на многое, но работать так быстро ему не под силу. Неужели компьютеры уже стали умнее людей?

Ответить на этот вопрос непросто, потому что ум или интеллект трудно определить или описать. В информатике существует научная отрасль искусственного интеллекта (ИИ), которая занимается изучением и разработкой умных компьютеров, роботов и приложений.