Как и любой другой орган, мозг состоит из разных тканей, которые в свою очередь складываются из более мелких частиц – клеток. Любой живой организм строится из клеток. Если жизнь – спектакль, то клетки – рабочие за кулисами, без которых представление невозможно. Обычную клетку можно представить в виде яичницы-глазуньи, в которой белок – это цитоплазма, а желток – ядро. Клетка как целый город, только размером с микрон (в миллион раз меньше метра), в котором есть всё: транспорт, больницы, стройки, коммуникации, уборка и гигиена, образование и т. д. В ядре содержится знаменитая ДНК, анализа которой так страшатся сегодня преступники. ДНК состоит из генов, блоков биологических инструкций, определяющих многие наши характеристики, такие как цвет глаз или степень подверженности стрессам. В ядре каждой клетки содержится примерно три метра цепочки ДНК! Это невероятно: представьте 100 км сетевого провода внутри клубники. Строение клеток тела различается в зависимости от того, где они находятся и для чего предназначены. Нервные клетки также непохожи по форме и размеру и выполняют разные функции. Самые известные и самые важные для нашей темы – нейроны. Если наступить на яичницу и она разбрызгается, мы получим рисунок, похожий на форму нейрона, что-то вроде звезды с бесчисленными лучами. Если поставить палец в конец лучей и протянуть их дальше, у нас получится многозубчатая фигура. Это и есть нейрон. В целом он состоит из клеточного тела (то, что осталось от белка и желтка), аксона и дендритов (соответственно длинный отросток и лучи звезды). По аксону нервный импульс передается другому нейрону или мышечной ткани. С помощью дендритов нейроны обмениваются информацией. Вся совокупность клеточных тел нейронов называется серым веществом, а совокупность аксонов и других клеток, глиальных, – белым веществом. Глиальные клетки – вспомогательные. Они призваны защищать аксоны и перерабатывать биологически активные химические вещества, посредством которых нервный импульс передается от нейрона к нейрону или к мышечной ткани, – нейротрансмиттеры. Самые известные из них: глутаминовая кислота (возбуждает нейроны), гамма-аминомасляная кислота (затормаживает нейроны), серотонин (регулирует аппетит, отвечая за чувство насыщения, поддерживает баланс сексуального желания, контролирует температуру тела, моторную деятельность и когнитивные функции), дофамин (влияет на мотивацию, внимание и обучение, является важной частью системы поощрения), норадреналин (отвечает за бдительность и возбуждение), ацетилхолин (связан с функциями памяти, играет важную роль в обучении и процессе пробуждения), опиоиды (в том числе эндорфин, регулируют уровень стресса, уменьшают боль и вызывают удовольствие), окситоцин (отвечает за заботу о детях, взаимоотношения между людьми, доверие и любовь, у женщин его больше, чем у мужчин), вазопрессин (поддерживает близость в парах, у мужчин может вызывать агрессию по отношению к соперникам), кортизол (выделяется надпочечниками во время стресса), эстроген (содержится как в женском, так и в мужском мозге и влияет на либидо, чувство юмора и память).

Нервные проводящие пути состоят примерно из ста миллиардов нейронов. Это основа нашей нервной системы. Их главная функция – взаимодействовать между собой с помощью синапсов, местах контакта двух нейронов или нейрона и другой клетки, где проходит электрохимический импульс. Через синапсы информация передается другим нейронам, а также мышцам и разным железам. Железы – это небольшие органы, которые вырабатывают химические вещества, например гормоны, и выбрасывают их преимущественно в кровоток. Каждый нейронный сигнал представляет собой часть информации, передаваемой по нервной системе (как кровь циркулирует по кровеносной системе). Вся информация – это то, что мы называем сознанием в широком смысле. Но внимание: многие умственные процессы (по одной версии, около 80 %) происходят за его пределами, то есть нам о них ничего не известно. Понятие «сознание» включает в себя сигналы, регулирующие стресс, умение кататься на велосипеде, личностные качества и многое другое. Мозг меняется и формирует сознание. Они взаимодействуют настолько тесно и настолько зависят друг от друга, что проще считать их единой системой. Это очень загруженная система. Несмотря на то что вес мозга составляет всего около 2 % от веса тела, он использует 25 % нашей энергии, то есть глюкозы и кислорода, которые мы потребляем. Система мозга и сознания функционирует 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году и тратит одинаковое количество энергии во время сна и в минуты напряженных размышлений.

Мы влюбляемся в кого-то; нельзя кататься без велосипеда; наслаждаясь закатом, мы смотрим, как солнце опускается за горизонт; зуб болит из-за кариеса; математика изучается через уравнения, написанные на доске; в голову пришла гениальная идея, которая поможет решить проблему на работе… Все начинается с нейронов, только благодаря их взаимодействию между собой и нашему взаимодействию с миром пробуждаются здравый смысл, эмоции, творческие способности, инстинкты – сознание.

Нейроны «общаются» с помощью синапсов. Представьте ряд нейронов, расположенных друг за другом, как на улице с односторонним движением и светофорами. Если с помощью электрических импульсов и высвобождения нейротрансмиттеров отправляется сигнал остановить какую-либо деятельность, светофор переключится на красный. Если, наоборот, дается указание начать или продолжать что-то делать, зеленый загорится на всем пути до конечной цели информации, например до ноги, которая должна ударить по мячу. Информация передается на расстоянии от двух миллиметров до метра. Когда по нейрону протекает электрический импульс, в мембране аксона возникает так называемый потенциал действия, при котором ее заряд изменяется с негативного на позитивный и обратно. Этот процесс может повторяться до 1000 раз в секунду, а его скорость достигает 170 км/ч. Когда импульс доходит до конца аксона, смена напряжения приводит к высвобождению нейротрансмиттеров, которые прикрепляются к рецепторам клеток в месте назначения сигнала. Эти рецепторы работают как тумблеры: включаются или выключаются в зависимости от переданного химического сообщения. В нейроне десятки тысяч связей подобного типа. Типичный нейрон активируется от 5 до 50 раз в секунду. Нейроны соединяются с другими нейронами, с мышцами или железами, образуя триллион разных моделей. Они изменяются, растут и перемещаются на протяжении жизни. Эти специализация и миграция начинаются на стадии эмбриона, около четырех недель после зачатия. Благодаря генетической программе определенный тип нейрона перемещается в нужную область, где пускает свои дендриты и аксоны, чтобы соединиться с другими нейронами. Тем самым они строят разные структуры мозга, усваивают особые способы передачи сообщений и учатся контролировать взаимодействие с окружающей средой, от удара по мячу (моторные функции) до управления самолетом (занятия, для которых необходима хорошая память).

Сознание будет продолжать обучаться и изменяться до самой смерти благодаря такой способности мозга, как нейропластичность. Это свойство подразумевает небольшие изменения в нейронной структуре, нарастающие со временем. Обучение и размышления могут изменить картину межнейронных взаимодействий.

Умственная активность может придать форму нейронным структурам разными способами. Крупные скопления нейронных сетей получают больший приток крови, то есть больше глюкозы и кислорода. Когда несколько нейронов активируются одновременно, существующие синапсы укрепляются и появляются новые – происходит нейрогенез. Неиспользуемые или просто неактивные нервные проводящие пути подвергаются своего рода обрезанию, сохраняются наиболее загруженные. Новые нейроны появляются в разных отделах мозга, например в гиппокампе, где такое рождение нейронов открывает каналы памяти новым знаниям. При этом позитивное эмоциональное возбуждение помогает обучению, увеличивая нейронные связи и закрепляя синаптические изменения. Следовательно, личный опыт при обучении важен не только из-за его субъективного и мимолетного влияния. Когда мы его получаем, в физических тканях мозга происходят долговременные перемены, отражающиеся на здоровье, деятельности и отношениях.