Снаружи мозг имеет волнистую структуру. Впадины или складки называются бороздами, а холмики называются извилинами. Рисунок 1 показывает изображения МРТ-скана мозга. Есть две стороны мозга, каждая из них называется полушарием.

Самый верхний слой мозга – это кора. Она состоит из серого вещества, находящегося рядом с поверхностью, и белого вещества под ним. В сером веществе расположено большинство клеток головного мозга (нейронов). Нейроны образуют контакты непосредственно с теми нейронами, которые находятся рядом, но чтобы связаться с нейронам в других частях мозга, в другом полушарии или в спинном мозге, чтобы активировать мышцы и нервы в лице и теле, нейроны отращивают «провода» (аксоны). Белое вещество называется «белым», потому что в реальной жизни, а также на МРТ-снимках, оно имеет светлый цвет. Аксоны, проходящие здесь, покрыты жировой изолирующей субстанцией, называемой миелин, которая действительно имеет белый цвет.

РИСУНОК 1. Основные структуры мозга: МРТ-скан головного мозга.

Горизонтальные и вертикальные сечения (углы среза A и В) показывают кору (серое вещество) на поверхности и белое вещество внизу.

Как я уже говорила, размер или даже вес мозга не важны. Мозг китов весит около одиннадцати килограммов; мозг слона – около пяти. Если бы интеллект определялся отношением массы мозга к массе тела, мы бы проиграли. У карликовых обезьян один грамм вещества мозга приходится на каждые двадцать семь граммов веса тела, а аналогичное соотношение для человека составляет один к сорока четырем. Мы имеем меньшее соотношение веса мозга к весу тела, чем некоторые из наших родственников-приматов. Главное – это сложные связи нейронов друг с другом.

Другим примером того, как мало вес мозга значит для его функционирования – по крайней мере, с точки зрения интеллекта, – является то, что женский мозг физически меньше по размеру, чем мужской мозг, но диапазон IQ одинаков для обоих полов. Мозг Альберта Эйнштейна, бесспорно одного из величайших мыслителей ХХ века, весил меньше обычного – 1,23 кг. Но последние исследования показывают, что у Эйнштейна было больше межклеточных связей на грамм мозга, чем у среднего человека.

Размер мозга зависит от размера черепа. Неврологи измеряют размер головы детей по мере их роста. Должна признаться, я проделывала это с моими сыновьями – как и измеряла их рост, – чтобы убедиться, что они развиваются правильно и размер их черепа соответствует нормальному диапазону. Став старше, они, конечно, думали, что я сошла с ума, но когда они были младенцами и малышами, я просто брала рулетку из моего швейного набора, а затем пыталась их успокоить, чтобы можно было их измерить.

Правда в том, что размер черепа не расскажет нам слишком много. Это примерное измерение, и череп может быть большим или маленьким по разным причинам. Есть нарушения, при которых голова слишком большая, и расстройства, при которых голова слишком маленькая.

Наиболее важной характеристикой черепа является то, что он ограничивает размер мозга. Восемь из двадцати двух костей в человеческом черепе находятся в мозговом отделе, и их главная задача – защищать мозг.

При рождении эти кости лишь мягко соединены фиброзной тканью, так чтобы голова могла немного сжиматься, когда ребенок проходит через родовые пути. Между костями черепа имеются промежутки: один из них – родничок, который есть у всех детей при рождении и который закрывается в течение первого года жизни, когда кости срастаются. Наибольший рост головы наблюдается с рождения до семи лет, а самое большое увеличение происходит в течение первого года жизни – из-за интенсивного развития мозга.

При фиксированном размере черепа эволюция человека сделала все возможное, чтобы вместить внутрь как можно больше мозгового вещества. Человек прямоходящий, от которого произошел современный человеческий род, появился около двух миллионов лет назад. Размер его мозга был всего около восьмисот-девятисот кубических сантиметров – против примерно полутора тысяч у сегодняшнего Homo Sapiens. Когда мозг современных людей стал почти в два раза больше мозга их предков, череп так же должен был вырасти, равно как должен был расширяться женский таз, чтобы через него проходила бо́льшая по размеру голова. Эволюция создала все это в течение всего двух миллионов лет. Возможно, поэтому, несмотря на действительно гениальное строение мозга, создается впечатление, что он обновлялся прямо в процессе человеческой эволюции – на ходу.

Как еще объяснить его сжатость? Созданный эволюцией мозг напоминает многократно свернутую и спрессованную ленту или одежду в переполненном шкафу.

Эти складки, с их гребнями (извилинами) и впадинами (бороздами), как показано на рисунке 1, дают человеческому мозгу неровную поверхность – результат всей этой герметичной упаковки внутри черепа. Неудивительно, что люди имеют наиболее сложную структуру мозговых складок. Если двигаться вниз по филогенетической лестнице к простым млекопитающим, то складки начинают исчезать. У кошек и собак они есть, но не так много, как у людей, а у крыс и мышей их практически нет. Чем более гладкая поверхность, тем проще мозг.

Хотя мозг выглядит довольно симметрично снаружи, внутри есть важные различия. Никто не знает почему, но правая сторона мозга контролирует левую сторону тела и наоборот. То есть кора правого полушария регулирует движение левого глаза, левой руки и левой ноги, а кора левого – регулирует движения правого глаза, правой руки и правой ноги. Для зрения ситуация следующая – информация с левой стороны поля зрения проходит через правый таламус к правой затылочной коре, а информация из правого поля зрения идет к левой затылочной коре. В целом визуальное и пространственное восприятие находится больше на правой стороне мозга.

Если нарисовать образ тела на поверхности мозга, то различные части тела займут больше или меньше места – пропорционально зонам коры, отвечающим за них. И в сенсорной и в моторной коре лицо, губы, язык, пальцы занимают больше пространства, поскольку ощущения и контроль, необходимые для этих областей, должны быть более точными, чем для других – например, для середины спины.

Канадский невролог начала XX века, Уайлдер Пенфилд, первым описал эту функциональную карту коры. Он сделал это на материале операций по удалению зоны мозга, которая вызывала эпилептические припадки. Во время операций Пенфилд стимулировал участки коры, чтобы определить, какие области можно безопасно удалить. Например, стимуляция одной области могла привести к подергиваниям конечности или лицевой мышцы. Проделав это с множеством пациентов, он смог создать функциональную карту.

Площадь мозга, отвечающая за конкретную часть тела, варьирует в зависимости от сложности функций этой части. Например, площадь, зарезервированная для рук и пальцев, губ и рта, примерно в десять раз больше, чем площадь для всей поверхности спины. (Ну что еще можно делать со спиной, кроме как сгибать ее?) Все области мозга, служащие для одной части тела, находятся в непосредственной близости друг от друга.

РИСУНОК 2. Карта мозга, показывающая размер областей, которые управляют различными частями тела.

В своей дипломной работе в Колледже Смита в Нортгемптоне, Массачусетс, я исследовала некоторые из областей мозга, отвечающих за отдельные части тела, а также изучала, приводит ли чрезмерная стимуляция одной из конечностей тела к укрупнению области мозга, отвечающей за эту часть.

На самом деле это был один из первых экспериментов по пластичности мозга, чтобы посмотреть, изменится ли мозг в ответ на внешнюю стимуляцию.

Многие впечатляющие исследования, которые были проведены с конца 1970-х годов, в целом подтверждают концепцию импринтинга. Некоторые из наиболее известных работ, которые вдохновили меня на выполнение моего небольшого дипломного исследования, были написаны учеными из Гарварда – Дэвидом Хьюбелом и Торстеном Визелем.