Мозг взрослого человека весит около 1,3-1,4 кг, то есть примерно 2% массы тела, но расходует около пятой части всей энергии, которую организм тратит в покое. В нем примерно 86 миллиардов нейронов, и задействованы они все, а не какие-то 10%. Ниже собраны самые интересные факты о мозге человека, которые подтверждены исследованиями, и объяснения, почему он устроен именно так.
Размер, вес и аппетит к энергии
Факт 1. Два процента массы и двадцать процентов энергии
У человека весом 70 кг мозг составляет около 1,4 кг. При этом в состоянии покоя он потребляет примерно 20% кислорода и глюкозы организма. Для сравнения: мышцы, которые занимают около 40% массы тела, в покое расходуют меньше. Энергия уходит в основном на поддержание электрического заряда мембран нейронов и передачу сигналов через синапсы. Даже когда человек ничего не делает и смотрит в стену, мозг продолжает работать почти с той же интенсивностью.
Факт 2. Размер мозга не определяет ум
У мужчин мозг в среднем крупнее, чем у женщин, примерно на 10%, но различий в общем интеллекте это не дает. У кашалота мозг весит около 8 кг, у слона около 5 кг. Для мыслительных способностей важнее число нейронов в коре, плотность связей и скорость передачи сигналов. По подсчетам бразильского нейробиолога Сюзаны Эркулану-Оузел, в коре человека около 16 миллиардов нейронов, а это больше, чем у любого другого изученного животного, включая слона.
Факт 3. Мозг почти наполовину состоит из жира
Около 75% массы мозга приходится на воду. Из сухого остатка примерно 60% составляют липиды. Значительная часть из них входит в миелин, оболочку нервных волокон. Миелин работает как изоляция на проводе и ускоряет передачу импульса в десятки раз: по толстым миелинизированным волокнам сигнал идет со скоростью до 100 м/с и больше, по тонким без миелина около 1 м/с.
Нейроны и связи между ними
Факт 4. Восемьдесят шесть миллиардов нейронов
Долгое время в учебниках писали про 100 миллиардов нейронов, но эта цифра была округлением без точного подсчета. В 2009 году группа Эркулану-Оузел растворила образцы мозга в однородную суспензию и посчитала ядра клеток. Получилось около 86 миллиардов. Большинство из них, примерно 69 миллиардов, находятся в мозжечке, который отвечает за координацию движений, а вовсе не в коре больших полушарий.
Факт 5. Клеток-помощников не в десять раз больше
Еще один популярный миф гласит, что глиальных клеток в мозге в 10 раз больше, чем нейронов. Современные подсчеты показывают соотношение примерно один к одному. Глия обеспечивает нейроны питанием, создает миелин, убирает лишние синапсы и участвует в иммунной защите. Без нее нейроны не смогли бы работать.
Факт 6. Сотни триллионов синапсов
Каждый нейрон может иметь тысячи контактов с другими клетками. В сумме число синапсов в мозге взрослого оценивают в 100-500 триллионов. Именно в силе и количестве этих связей хранятся навыки и воспоминания. Когда человек учится играть на гитаре, у него не появляются новые нейроны в коре, а меняются связи между существующими.
Миф о 10 процентах и другие заблуждения
Утверждение, будто человек использует только 10% мозга, не подтверждается ни одним методом исследования. Функциональная МРТ и позитронно-эмиссионная томография показывают, что в течение суток активны все отделы. Повреждение любой небольшой зоны, например при инсульте, вызывает заметные нарушения. Если бы 90% ткани простаивали, такие травмы чаще проходили бы бесследно. К тому же организм не стал бы держать орган, который расходует пятую часть энергии, но почти не работает.
Вот еще несколько распространенных заблуждений о мозге и то, что о них известно:
| Утверждение | Как на самом деле |
|---|---|
| Мы используем 10% мозга | Работают все отделы, но не одновременно |
| Левши и правши думают разными полушариями | Деление на «логиков» и «творцов» не подтверждено |
| Нейроны не восстанавливаются | В гиппокампе у взрослых новые нейроны, по ряду данных, появляются |
| Музыка Моцарта делает умнее | Эффект краткий и в повторных опытах слабый |
О разделении на «левополушарных» и «правополушарных» людей стоит сказать отдельно. Некоторые функции действительно асимметричны: у большинства правшей центры речи находятся в левом полушарии. Но исследование Университета Юты, где проанализировали снимки более тысячи человек, не нашло людей, у которых одно полушарие в целом доминировало бы над другим.
Мозг меняется всю жизнь
Факт 7. Нейропластичность
Мозг перестраивается под то, чем человек занимается. Знаменитый пример: у лондонских таксистов, которые годами заучивали тысячи улиц, задняя часть гиппокампа оказалась больше, чем у водителей автобусов с фиксированным маршрутом. У музыкантов увеличены зоны, управляющие пальцами. После инсульта соседние участки коры могут частично взять на себя функции поврежденных, поэтому реабилитация дает результат даже через месяцы.
Факт 8. Мозг созревает примерно до 25 лет
Позже всего формируется префронтальная кора, которая отвечает за планирование, контроль импульсов и оценку последствий. Миелинизация ее связей продолжается до третьего десятка лет. Отчасти поэтому подростки склонны к риску: системы вознаграждения у них уже работают в полную силу, а «тормоза» еще дозревают.
Факт 9. Мозг слегка уменьшается с возрастом
После 40 лет объем мозга сокращается примерно на 5% за каждое десятилетие, а после 70 быстрее. Однако нейроны при этом в основном не гибнут массово, а уменьшаются в размерах и теряют часть связей. Физическая активность, сон, общение и обучение новому замедляют этот процесс, что подтверждают долгосрочные наблюдения.
Что происходит с мозгом во сне и при боли
Факт 10. Во сне мозг промывается
В 2013 году группа Майкен Недергаард описала глимфатическую систему. Во время глубокого сна межклеточное пространство в мозге мышей расширялось примерно на 60%, и спинномозговая жидкость активнее вымывала продукты обмена, в том числе бета-амилоид, связанный с болезнью Альцгеймера. Поэтому хроническое недосыпание считают одним из факторов риска нейродегенеративных болезней.
Факт 11. Мозг не чувствует боли
В самой ткани мозга нет болевых рецепторов. Поэтому некоторые нейрохирургические операции проводят, когда пациент в сознании: после местной анестезии кожи и оболочек хирург стимулирует участки коры и просит человека говорить или двигать рукой, чтобы не задеть важные зоны. Головная боль возникает не в нейронах, а в оболочках мозга, сосудах, мышцах головы и шеи, где рецепторы есть.
Факт 12. Память восстанавливается заново при каждом вспоминании
Воспоминание не хранится как видеозапись. Каждый раз мозг собирает его заново из фрагментов, и в этот момент оно становится уязвимым для изменений. Психолог Элизабет Лофтус в опытах показала, что людям можно внушить ложные воспоминания о событиях из детства, которых не было. Отсюда ненадежность свидетельских показаний.
Необычные способности мозга
- Факт 13. Мозг дорисовывает картинку. В каждом глазу есть слепое пятно, место выхода зрительного нерва, где нет фоторецепторов. Мы его не замечаем, потому что мозг заполняет пробел данными из окружения и второго глаза.
- Факт 14. Мозг предсказывает, а не только реагирует. Нервному сигналу от глаз нужно около 0,1 секунды, чтобы стать осознанным образом. Чтобы мы не жили в прошлом, мозг постоянно строит прогноз, что произойдет дальше. На этом основаны многие оптические иллюзии.
- Факт 15. Себя нельзя пощекотать. Мозжечок заранее рассчитывает ощущения от собственных движений и гасит реакцию на них. Чужое прикосновение непредсказуемо, поэтому щекотно.
Есть и бытовое подтверждение работы мозга в режиме экономии: человек, который много раз ездил одной дорогой, часто не помнит, как доехал. Привычные действия переходят под управление базальных ганглиев и выполняются почти автоматически, освобождая сознательное внимание.
Что еще спрашивают о мозге человека
Сколько весит мозг человека
В среднем 1,3-1,4 кг у взрослого. Разброс у здоровых людей большой, примерно от 1,1 до 1,7 кг, и с интеллектом вес напрямую не связан. Мозг Эйнштейна, например, весил около 1,23 кг.
Сколько процентов мозга использует человек
Практически весь. В конкретную секунду активны не все нейроны, и это нормально: если бы они возбуждались одновременно, это был бы эпилептический припадок. Но за сутки работают все области.
Правда ли, что от учебы появляются новые извилины
Нет. Рисунок извилин формируется еще до рождения и дальше почти не меняется. Обучение меняет связи между нейронами, толщину отдельных участков коры и плотность миелина, а не количество складок.
Почему мозг устает, если тело не двигалось
Долгая концентрация меняет химию префронтальной коры: в исследовании 2022 года у людей после многочасовой сложной работы там накапливался глутамат, и им становилось труднее выбирать отложенную выгоду. Короткий перерыв, прогулка или сон восстанавливают способность сосредоточиться лучше, чем сладкое.