Электрический импульс может распространяться вдоль нервных окончаний со скоростью вплоть до 100 м/с (это, на секундочку, 360 км/ч!). Это прекрасно, поскольку электричество добегает из любой точки нервной клетки до аксонного окончания почти мгновенно, обеспечивая ту самую скорость реакции. Но через синапс — пространство толщиной около 20 нанометров — сигнал передается примерно за 0,5 миллисекунд, то есть в 2500 раз медленнее! Для чего нужна такая медленная химия, когда есть столь быстрое электричество?
Смысл в том, что электричество обеспечивает скорость передачи сигнала вдоль нейрона, а химия отвечает за специфику сигнала, получаемого следующей нервной клеткой. В мозге существуют десятки различных нейромедиаторов, и у многих из них больше десятка разных рецепторов, каждый из которых воспринимает сигнал медиатора по-своему. Доходит до того, что один и тот же нейромедиатор может прямо запускать либо нервный импульс, открывая каналы через мембрану для электрического тока, либо каскад химических реакций, преобразующих жизнь нейрона и все процессы, которые внутри него происходят. Это зависит от того, какие рецепторы есть у нейрона в синапсе.
Самые ходовые нейромедиаторы — это две аминокислоты: глутамат и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), которые работают в мозге как педали газа и тормоза. Когда в синапсе выделяется глутамат, следующая клетка всегда активируется, если же в синапс выбрасывается ГАМК, следующему нейрону будет намного сложнее запустить нервный импульс — ГАМК тормозит его активность. Уровень активности нейрона в самом первом приближении определяется соотношением между тем, сколько ГАМК и глутамата воспринимает нейрон своими синапсами. Если перевешивает глутамат, нейрон разряжается и уже сам выделяет нейромедиатор для следующих нейронов. Если ГАМК становится больше, нейрон замолкает, и следующие клетки не получают от него никаких сигналов.
Самое интересное, конечно, это те нейромедиаторы, которых в мозге не так много, но они меняют регистр работы нейронов, воздействуя на каскады химических превращений внутри клетки. Они способны менять работу отдельных генов внутри нейрона, приводя к тому, что нейрон либо просыпается, активизируется и активно наращивает новые контакты с другими клетками; либо, наоборот, может разрушать часть своих синапсов, через которые он связан с другими клетками, заставляя нейрон замыкаться в себе.
К нейромедиаторам такого типа относят те самые нашумевшие гормоны счастья для мозга — серотонин, дофамин, эндорфины. На самом деле роль этих и других нейромедиаторов, способных менять состояние клетки и уровень ее общения с другими нейронами, намного сложнее. Такие нейромедиаторы осуществляют тонкую настройку сети, определяя не только наше текущее настроение, но и уровень возбуждения, способность сконцентрироваться на задаче или, наоборот, легко переключаться с одного задания на другое, способность испытывать дискомфорт, который заставляет нас поменять стратегию, чтобы избавиться от неприятных ощущений или игнорировать страдания и продолжать следовать выбранным курсом. Они же отвечают за то, насколько мы способны контролировать свои действия, или, скажем, за то, что именно и как быстро мы выучим — каким образом поменяются связи между нейронами и как преобразование сети контактов поменяет наше поведение в будущем.
Эти тонкие настройки чрезвычайно важны для того, чтобы мы могли меняться или, напротив, оставаться прежними; чтобы могли по-разному реагировать на одни и те же вещи в зависимости от своего состояния и потребностей. Скажем, наши предпочтения будут очень чутко реагировать на то, насколько мы голодны, тревожны или расслабленны, довольны собой и не прочь поискать приключений.
Ровно для этого мозг и жертвует скоростью передачи сигналов — чтобы тонко подстраивать поведение человека к его состоянию, иметь возможность запомнить информацию, когда это необходимо, и выкинуть из головы, когда она потеряла актуальность, чтобы гибко переключать режимы: в расслабленный или в напряженный, в ищущий или скрывающийся, в открытый или замкнутый, в агрессивный или приветливый, в безразличный или очарованный чем-то или кем-то и т. д. и т. п.
