Чердак чудес

Мозг хранит 5,5 петабайт информации, что сопоставимо с 3 млн часов видеопросмотра. Здесь живут наши сны, рождаются фантазии и вспыхивают творческие озарения.

Парадоксально, но факт: орган, с помощью которого мы познаем окружающий мир, медленно и неохотно раскрывает свои загадки. Все эти сложнейшие процессы высшей нервной деятельности – сны, фантазии и озарения – трудно поддаются изучению. Так что же о них известно науке XXI века?

О чем вещают сны

Сон (лат. somnus) – естественное физиологическое состояние, характеризующееся пониженной реакцией организма на окружающий мир. Мы проводим в сонном состоянии практически треть своей жизни. Физиолог Иван Михайлович Сеченов называл сон «небывалой комбинацией былых впечатлений». И с помощью современных научных методов исследования ученые шаг за шагом доказывают, что так оно и есть.

К примеру, группа американских ученых во главе с профессором нейрофизики Маянком Р. Мета (Mayank R. Mehta) из Университета Калифорнии установила, что в периоды сна нейроны в коре головного мозга работают еще активнее, чем при бодрствовании. И эта активность напоминает процесс вспоминания каких-либо событий.

Кора человеческого мозга состоит примерно из 15 миллиардов нервных клеток, различных по своим формам и функциям. Некоторые из них способны образовывать до 10 000 контактов между собой, обеспечивая таким образом свыше 1 000 000 связей. Такое огромное количество контактов необходимо нашему мозгу для обработки информации, поступающей от органов чувств. Так как же нашему «бортовому компьютеру» удается сохранять колоссальное количество информации, которую он получает извне и изнутри организма непрерывно?

Архивариус и творец

Шведские исследователи из Упссальского университета в ходе многолетних исследований установили, что, подобно компьютерным файлам, вся важная информация «архивируется» мозгом для дальнейшего хранения, а менее значимая – сортируется по степени важности и максимально «сжимается». Это явление ученые назвали scaling down – ­«сокращение».

Возможно, в этом и кроется секрет того, как прихотливо наше сознание в тандеме с подсознанием соединяет полученную информацию. И в результате – словно ниоткуда приходят озарения, рождаются гениальные научные идеи либо произведения искусства. Так, например, Данте во сне пришла идея создания «Божественной комедии», отцу генетики Грегору Менделю открылись законы наследственности, а химику Фридриху Кекуле – структура бензола.

К слову, сюжет одного из последних произведений Марка Твена под названием «3 000 лет среди микробов» тоже был навеян сновидением. Увиденная во сне капля воды, в которой плавали киты, помогла писателю осознать идею множественности миров, заключенных друг в друга. В результате чего на свет и появилось новое произведение, в котором Марк Твен от первого лица рассказывает увлекательную историю человека, превращенного в… микроб холеры (так называл его сам писатель, но, строго говоря, речь идет о холерном вибрионе).

Момент пробуждения

Во многих случаях он и является моментом истины. В ходе множества научных экспериментов было установлено, что именно при пробуждении люди способны найти такие закономерности и связи в усвоенной информации, которые до этого никак не могли обнаружить во время бодрствования. И данные закономерности практически всегда совершенно логичны.

Американские исследователи продемонстрировали, как это работает, на простом примере. В одном из экспериментов у только что проснувшихся людей спрашивали, с чем у них ассоциируется слово «солнце», и те без раздумий отвечали: «Горячее». Это была опосредованная ассоциация, отражающая процесс восприятия и передачи информации без непосредственной помощи органов чувств. А вот если тот же вопрос задавали людям в состоянии активного бодрствования, чаще всего в ответ звучало слово «холодное», поскольку опрос проводился в холодное время года. В этом случае речь шла о непосредственной ассоциации, напрямую связанной с ситуативным восприятием действительности. Информация об этих экспериментах была опубликована в научном журнале Frontiers in Neurology (США).

То, как мозг обнаруживает взаимосвязи, которые мы не замечаем в период бодрствования, показывает следующий эксперимент. В момент пробуждения люди с легкостью обнаруживали связь между словами «пыль», «актер» и «падение». Но у тех, кто сейчас сосредоточенно читает эти строки, такое вряд ли получится. Впрочем, можете попытаться. Верный ответ вы найдете в конце статьи.

Минус, дающий плюс

Основываясь на подобных исследованиях, ученые пришли к выводу, что сновидения – своеобразная игра в ассоциации, в ходе которой мозг создает те самые «небывалые комбинации былых впечатлений». Именно они и позволяют нам обнаружить неожиданные, но вполне реальные связи между рассматриваемыми предметами и явлениями.

Нейробиологи предполагают, что мы унаследовали такой тип мышления от древних предков, которым пришлось выживать в дикой природе, таящей множество опасностей для жизни. Речь идет о навыке переживания во сне негативного опыта с тем, чтобы в дальнейшем избежать различных опасностей.

Причем такой опыт носит интуитивный характер и накапливается помимо нашего сознательного желания. Вот почему мы воспринимаем его проявления, как нечто внезапное. На самом деле интуитивный опыт проявляется в действиях или в ситуациях, напоминающих нам ранее случавшиеся, а пусковым механизмом его включения становится тот момент, когда все остальные логические варианты решения проблем исчерпываются. Пока мы спим, наш мозг проводит сравнительный анализ происходящего в настоящее время относительно того, что было ранее, и в итоге выдает определенное решение. Этот аналитический результат в быту часто называют озарением или предсказанием.

Озарило!

Ученым из Колумбийского университета (США) удалось исследовать мозг в момент озарения. Они стремились понять, что происходит с нейронами, когда информация поступает через гиппокамп из подсознания в ­сознание.

В ходе эксперимента, результаты которого были опубликованы в журнале Current Biology, участникам предлагали посмотреть на экран с точками, движущимися в определенном, но не сразу очевидном направлении, а затем гипотетически определить направление их движения – влево либо вправо. При этом фиксировался именно тот момент, когда испытуемые озвучивали свое решение, еще не зная правильного ответа.

Затем все ответы сравнили с прогнозом разработанной учеными нейробиологической и математической модели, основанной на предыдущих исследованиях по принятию решений на уровне отдельных клеток мозга. Уровень точности ответов совпал со смоделированными прогнозами, подкрепляя гипотезу о том, что моменты озарения действительно происходили в тех случаях, когда участники эксперимента выдавали необоснованные с рациональной точки зрения решения. Одним словом, озарило!

Верный ответ: ассоциация к словам «пыль», «актер» и «падение» – «звезда».