Мозг забирает намного больше энергии, чем другие органы. На него
уходит около 20% энергии, потребляемой организмом человека, хотя размер
мозга — всего 2% от общего веса тела. Из потребляемого,
как считают сейчас физиологи, 60–80% тратятся на обмен информацией
между нейронами, а также между нейронами и астроцитами — звёздчатыми
клетками, которые ещё недавно считались вспомогательными элементами,
доставляющими нейронам пищу и опору. Их в десять раз больше, чем
нейронов, и года два назад нейрофизиологам удалось доказать, что они
участвуют в обработке и передаче информации.
Высокосовершенные приборы — позитронно-эмиссионные томографы
и томографы на эффекте ядерно-магнитного резонанса позволяют
непосредственно видеть функционирование мозга на экране монитора.
Томограф показывает, как распределяется и усиливается поток крови
в разных частях мозга при работе его над различными задачами. Усиленная
работа того или иного участка требует увеличенного поступления
кислорода, и для этого растёт объём местного потока крови. Обычно
увеличение составляет 5–10% от нормы. Бывает, что связанный с таким
увеличением кровотока рост потребления энергии мозгом ограничивается
всего одним процентом по сравнению с потреблением в покое. Так что
на возникающий иногда вопрос: «Нуждается ли в усиленном питании ученик,
решающий сложные математические задачи?» следует ответить: «Ну разве что
лишнюю шоколадку можно выдать страдальцу».
Выходит, большую часть потребляемой энергии мозг тратит неизвестно
на что. Может быть, он постоянно обрабатывает какую-то поступающую извне
информацию, которая не осознаётся человеком? Или энергия идет
на какие-то внутренние процессы, не зависящие от окружающего мира?
Похоже, второй вариант ближе к истине. Так, в 1994 году американские
физиологи показали, что лишь 10% связей между нейронами в зрительной
коре обезьян (где, по идее, обрабатывается информация от глаз)
задействованы для восприятия зрительных стимулов. Чем заняты остальные
90% — неизвестно. Причём у макак активность коры мозга остаётся даже под
общей анестезией. А недавно бельгийские исследователи с помощью
позитронно-эмиссионного томографа обнаружили, что активность зрительной
коры у слепых от рождения не ниже, чем у зрячих.
По одной из гипотез, мозг постоянно находится в динамическом
равновесии, балансируя между возбуждением и торможением. Вот на это
и уходит львиная доля потребляемой энергии — на поддержание системы
в рабочем состоянии, в постоянной готовности. По другой гипотезе, мозг
всё время занят прогнозированием ближайшего будущего с учётом прошлого
опыта, для чего перерабатывает большие массивы информации. Особенно
интригует исследователей тот факт, что эта загадочная активность мозга
неравномерна, в ней есть приливы и отливы, хотя внешне в поведении
отдыхающего человека или животного ничего не меняется.
|