Избыток дофаминергических нейронов во фронтальных долях мозга ведет к аутизму (характерным признаком которого становится неумение взаимодействовать с людьми, а также повторяющееся поведение); схожим образом проявляется и травма префронтальной коры[408]
. Снижение числа дофаминергических нейронов во фронтальных долях отмечается у пациентов с болезнью Паркинсона и при синдроме дефицита внимания: теряется навык мыслить системно и планировать. Добиться улучшения состояния удается благодаря регулярному приему L-дигидроксифенилаланина[409] (известен как «Леводопа». –Может, вы и так это знаете, но я все же напомню: мозг в значительной степени отвечает за поддержание тела в порядке, управляя сердечным ритмом и артериальным давлением, подавая сигнал, когда пора спать, просыпаться или подкрепиться, а также поддерживая оптимальную температуру тела при изменении внешней среды. Координация базовых функций реализуется в так называемом рептильном мозге, который есть у всех позвоночных. Кора головного мозга отвечает за реализацию высших мозговых функций: логику, решение задач, речь, а также способности к музыке, точным движениям, математике и разнообразным искусствам. Для подобных занятий не обойтись без памяти, внимания, восприятия, психомоторной координации и категоризации. Мозг весит около 1,8 кг, то есть составляет лишь небольшую долю общего веса взрослого человека, примерно 2 %. При этом он потребляет 20 % энергии, доступной телу[410]
. Почему? Возможно, несколько упрощенно можно ответить так: скорость требует энергии.Обмен информацией между нейронами происходит очень быстро – а как же иначе? – достигая скорости 480 км/ч, причем отдельные нейроны контактируют с соседними по несколько сотен раз в секунду. Выходное напряжение одного нейрона в состоянии покоя составляет 70 милливольт, примерно как у iPod[411]
. Если бы можно было подсоединить к нему наушники, мы бы услышали ритмичные щелчки. Мой коллега Петр Яната проделал это много лет назад с совой: он присоединил тоненькие проводки к нейронам мозга совы и вывел их на усилитель и динамики. Когда включали музыку, Петр слышал, как активные нейроны издают звуки, повторяющие ритм этой мелодии[412].В мозге вырабатываются вещества, необходимые для поддержания взаимодействия между нейронами. Сюда относятся и широко известные, скажем, серотонин, дофамин, окситоцин и эпинефрин, а также ацетилхолин, ГАМК (гамма-аминомасляная кислота), глутамат и эндоканнабиноиды. Для выработки этих элементов, позволяющих управлять мозговой деятельностью, необходима энергия, ведь нейроны – это живые клетки, в которых происходит обмен веществ, а энергию они получают из глюкозы[413]
. (Из всех органов и тканей организма только из глюкозы получают энергию лишь нейроны и семенники[414].)В ходе нескольких экспериментов было доказано, что потребление глюкозы с напитками или пищей помогает более эффективно справляться со сложными задачами[415]
. К примеру, участникам одного эксперимента предложили сложную задачу, и только половине из них при этом дали сладкое угощение. Те, кто съели его, выполнили задание быстрее и точнее, так как глюкоза тут же попала в мозг и обеспечила питание нейронам в зонах, которые работали над заданием. Но это не означает, что всем нужно срочно запастись сладостями. Во-первых, мозг легко получает необходимую глюкозу из запасов в организме. Во-вторых, длительный прием сахаросодержащих продуктов – заметим, что в описанном эксперименте участники получили сладости лишь единожды, – неизбежно наносит ущерб другим органам, приводит к диабету и вызывает резкое падение уровня сахара в крови. Именно поэтому ближе к вечеру мы нередко чувствуем усталость: это снижается уровень сахара.