Предполагается, что в среднем человеческом мозге примерно 80–90 миллиардов нейронов[10]. Это гораздо больше числа сайтов в интернете, даже если к ним добавить все аккаунты в соцсетях. Оно и понятно: на нашей планете живёт всего 8 миллиардов человек[11], что на порядок меньше числа нейронов в мозге человека.
Нейроны передают друг другу информацию в точках контакта – синапсах. Каждый нейрон может контактировать с сотнями и тысячами других нейронов. Думаю, это вполне сопоставимо с числом контактов в вашем смартфоне и числом ваших друзей в соцсетях. Общее количество синапсов в человеческом мозге посчитать пока не удаётся. Оценки разных исследователей различаются на порядок, но почти все сходятся в том, что число точек контакта между нейронами превышает 100 триллионов[12].
Нейроны умеют передавать информацию на большие расстояния благодаря длинному отростку – аксону. Если тело нейрона в поперечнике измеряется долями миллиметра, то аксон может вытягиваться на десятки сантиметров. Этой длины достаточно, чтобы добраться до противоположного края головного мозга. То есть нейрон располагает теми же возможностями, что и пользователь интернета. Так же как и вы, он может найти своего приятеля в другом полушарии и передать ему сообщение. Причём и вам, и нейрону понадобятся для этого доли секунды. Для ускорения передачи информации нейрон использует электрические сигналы, которые быстро пробегают вдоль его аксона до точки контакта с другим нейроном. Этот сигнал не похож на сигнал в электрическом кабеле. Он другого типа. Но факт остаётся фактом – в мозге, как и в интернете, для передачи информации используются электромагнитные волны.
И на этом сходство между интернетом и мозгом не заканчивается. Когда вы звоните или пишете своему другу, ваша информация стимулирует его реакцию. Получив ваше сообщение, он может переслать его другим людям или проигнорировать, а может переосмыслить и создать сообщение от своего имени. Примерно так же действуют нейроны в мозге.
Лишь очень небольшое число нейронов “некритично” проводят через себя чужой сигнал. Так происходит, когда нейроны контактируют между собой через синапс электрического типа. Такая точка контакта между нейронами почти не задерживает электрический сигнал, которому срочно нужно добраться, скажем, от мозга к мышце ноги. Однако в человеческом организме электрические синапсы – можно сказать, редкость. Их в 100 раз меньше, чем химических[13].
Химические синапсы позволяют передавать и получать гораздо более сложную информацию. Электрический сигнал не может напрямую пробежать через химический синапс: ему мешает щель между клетками. Зато передающий информацию нейрон может впрыснуть в эту щель нейромедиатор, а принимающий нейрон умеет такие химические сигналы распознавать. В качестве нейромедиаторов могут выступать десятки разных химических веществ. Одни из них способствуют возбуждению нейрона, принимающего сигнал, другие тормозят его активность. Как правило, возбуждающего сигнала из одного синапса недостаточно, чтобы активировать нейрон. Для принятия решения ему надо получить информацию из разных источников, всё “обдумать и взвесить”.
Структура связей между нейронами в мозге очень напоминает структуру связей между людьми в интернете. Обе они модульные. Теоретически вы можете связаться с любым человеком, подключённым к интернету. Но на практике число ваших контактов сильно ограничено. Уж точно их не миллиарды.
Любые два нейрона в мозге тоже могли бы дотянуться друг до друга своими аксонами. Но это тоже только теоретически. Если бы каждый нейрон мозга был соединён со всеми остальными нейронами, то мозгу пришлось бы разрастись до 20 километров в диаметре[14]. Вот почему мозг организован по-другому. Нейроны в нём, как правило, объединены в модули. Их ещё называют ансамблями, или локальными сетями, или цепочками нейронов. В каждом модуле нейроны связаны между собой гораздо теснее, чем с нейронами других модулей. Некоторые модули можно привязать к какому-то месту в мозге. Например, зона Брока, помогающая говорить, расположена в нижней части лобной доли, а зона Вернике, помогающая понимать звуки речи, – в височной доле. Другие же модули трудно локализовать – их нейроны распределены по разным зонам мозга[15].
12
М. Николелис, “Истинный творец всего”, 2023, глава 4; Д. Иглмен, “Мозг: Ваша личная история”, 2016, глава 1.
13
О. Балезина, А. Гайдуков, И. Сергеев, “Физиология: биопотенциалы и электрическая активность клеток”, 2017.
14
М. Газзанига, “Кто за главного? Свобода воли с точки зрения нейробиологии”, 2017, глава 2.
15
Вот интересная книга о специализированных модулях мозга: Р. Шварцлоуз, “Ландшафты мозга. Об удивительных искажённых картах нашего мозга и о том, как они ведут нас по жизни”, 2024.