Сколько нейронов в мозге человека: удивительная вселенная в нашей голове

Помню, как на втором курсе университета профессор нейробиологии внезапно остановил лекцию и спросил аудиторию: «Как вы думаете, сколько нейронов в вашем мозге?» Студенты начали выкрикивать разные версии: «Миллион!», «Миллиард!», «Триллион!». Профессор улыбнулся и нарисовал на доске цифру, от которой у меня буквально перехватило дыхание. Этот момент навсегда изменил мое представление о том, что находится в нашей черепной коробке.

И знаете что? Даже сейчас, спустя годы исследовательской работы и практики, я всё равно испытываю трепет, когда задумываюсь о масштабах нейронной сети человеческого мозга. Это действительно невероятно — каждый из нас носит в голове нечто сопоставимое с целой вселенной, и большинство даже не подозревает об этом!

В этой статье я расскажу о том, сколько нейронов в мозге человека на самом деле, как эти данные менялись с развитием науки, и почему эта информация критически важна для понимания наших возможностей. Опираясь на современные исследования и собственный опыт нейропсихолога, я приоткрою завесу тайны над удивительным миром нервных клеток, который каждую секунду творит чудеса в нашей голове.

Загадка чисел: сколько нейронов в человеческом мозге

Если бы мне пришлось назвать самое распространенное заблуждение относительно человеческого мозга, с которым я сталкиваюсь в своей практике, то это было бы представление о неизменном числе нейронов, которое «всем давно известно». Забавный случай произошел, когда на одной из моих лекций по развитию мышления уважаемый профессор убежденно заявил, что количество нейронов в мозге человека — ровно 100 миллиардов, «и это неоспоримый факт науки уже много десятилетий».

Правда в том, что наука в этом вопросе прошла долгий и извилистый путь. Цифра в 100 миллиардов нейронов действительно десятилетиями кочевала из учебника в учебник. Но современные исследования, использующие более совершенные методы подсчета, показывают другие результаты.

По самым актуальным данным, полученным бразильским нейробиологом Сюзаной Эркулано-Хузел и её командой в 2009-2016 годах, в среднем мозг взрослого человека содержит около 86 миллиардов нейронов. Это число, конечно, приблизительное и может варьироваться от человека к человеку.

На международной конференции по нейронаукам в 2018 году мне довелось лично пообщаться с исследователями, работающими над уточнением этих данных. Один из них, знаменитый нейробиолог, с улыбкой сказал: «Знаете, Александр, истинное количество нейронов в мозге — как горизонт: чем точнее наши инструменты, тем ближе мы к нему приближаемся, но никогда не достигаем абсолютной точности».

И это действительно так. Представьте себе задачу: нужно пересчитать все деревья в амазонских джунглях, не срубая их и не имея возможности увидеть всю территорию сразу. Примерно с такой же сложностью сталкиваются ученые, пытающиеся подсчитать количество нейронов в мозге.

А теперь давайте на минутку остановимся и попробуем осознать масштаб этого числа — 86 миллиардов. Это больше, чем количество звезд в нашей галактике Млечный Путь! Это примерно в 11 раз больше, чем население всей нашей планеты. Если бы каждый нейрон был человеком, то из них можно было бы заселить более 10 таких планет, как Земля.

Кстати, для тех, кто интересуется эволюцией человеческого мозга и как он менялся на протяжении тысячелетий, рекомендую прочитать статью «Объем мозга человека умелого«, где подробно рассматривается, как менялся мозг наших предков и какое это имело значение для развития когнитивных способностей.

Но количество нейронов — это только верхушка айсберга. Гораздо более впечатляющим является число связей между ними.

Невероятная сеть: сколько нейронных связей в мозгу человека

Когда-то на одном из моих мастер-классов по развитию когнитивных функций меня спросили, что более важно — количество нейронов или количество связей между ними? Я ответил вопросом на вопрос: «Что важнее для города — количество домов или дорог между ними?» Конечно, без домов не будет города, но без дорог он превратится в набор изолированных построек без возможности взаимодействия.

Так вот, если число нейронов в мозге человека впечатляет, то количество связей между ними просто поражает воображение. По современным оценкам, один нейрон может образовывать от 1000 до 10000 синаптических связей с другими нейронами. Умножаем на общее количество нейронов, и получаем астрономическую цифру: от 100 триллионов до 1 квадриллиона связей!

Помню, как несколько лет назад мне посчастливилось работать с визуализациями нейронных сетей в рамках исследовательского проекта. Когда я впервые увидел трехмерную модель небольшого участка мозга, показывающую все связи между нейронами, у меня буквально закружилась голова. Это было похоже на космическую карту галактик с миллиардами светящихся нитей, соединяющих звездные системы. Но что удивительно — это был участок размером меньше булавочной головки!

Если представить каждую нейронную связь как нить длиной в 1 мм, то общая длина всех связей в одном человеческом мозге составила бы около 100 000-1 000 000 километров. Это значит, что ими можно было бы обернуть Землю по экватору от 2,5 до 25 раз! И всё это умещается в вашей голове.

Интересно, что плотность нейронов и связей неравномерна. Например, кора больших полушарий содержит около 16 миллиардов нейронов — это меньше 20% от общего числа, но именно здесь концентрация связей максимальна. А вот мозжечок, занимающий всего 10% объема мозга, содержит около 69 миллиардов нейронов — это более 80% их общего количества!

Когда я объясняю своим клиентам, как работают когнитивные тренировки, я часто говорю: «Представьте, что ваш мозг — это суперкомпьютер с триллионами проводов. Когда вы учитесь чему-то новому, вы не добавляете новые процессоры, а улучшаете и расширяете связи между существующими». Именно поэтому так важно постоянно стимулировать мозг новыми задачами и впечатлениями.

Для тех, кто серьезно заинтересован в улучшении работы этих нейронных связей, рекомендую ознакомиться со статьей «17 лучших курсов для развития мозга», где я подробно разбираю проверенные методики и программы, действительно способствующие улучшению когнитивных функций.

Но нейроны — это не единственные клетки, населяющие наш мозг. И здесь мы подходим к еще одному распространенному заблуждению.

Нейроны и глии: общее количество клеток в человеческом мозге

Долгое время, работая с пациентами, я замечал интересную закономерность: многие люди, даже образованные, воспринимают мозг как скопление одинаковых нейронов. Это примерно то же самое, что считать город населенным исключительно жилыми домами, игнорируя все магазины, фабрики, электростанции, водопроводные системы и прочую инфраструктуру.

В реальности нервные клетки (нейроны) составляют менее половины всех клеток головного мозга человека. Остальное — это глиальные клетки или просто глии (от греч. «клей»). И, вопреки прежним представлениям, их роль не сводится к пассивной поддержке нейронов.

Общее количество клеток в человеческом мозге оценивается примерно в 170 миллиардов, из которых около 86 миллиардов — нейроны, а остальные 84 миллиарда — глиальные клетки различных типов.

Забавный случай произошел со мной на одной международной конференции. Во время обеда я разговорился с профессором нейробиологии, который десятилетиями изучал глиальные клетки. Когда я спросил его, почему он посвятил жизнь изучению «вспомогательных» клеток мозга, он посмотрел на меня с легкой обидой: «Александр, это всё равно что называть оркестр ‘вспомогательным’ для дирижера. Без оркестра дирижер просто человек, размахивающий палочкой в пустоте».

И действительно, современные исследования показывают, что глиальные клетки не просто поддерживают и питают нейроны. Они активно участвуют в обработке информации, формировании памяти, и даже способны к собственной форме коммуникации. Астроциты (один из типов глии) регулируют активность синапсов, олигодендроциты создают миелиновую оболочку, ускоряющую проведение нервных импульсов, а микроглия работает как иммунная система мозга.

В моей исследовательской работе был период, когда я специально изучал взаимодействие нейронов и глиальных клеток при формировании новых навыков. Результаты были потрясающими: оказалось, что некоторые виды обучения сначала приводят к активации глиальных клеток, и только потом — к изменениям в нейронных связях. Это полностью перевернуло мое представление о «вспомогательной» роли глии.

Представьте, что нейроны — это компьютеры в огромной сети, а глиальные клетки — это и электропроводка, и система охлаждения, и интернет-провайдеры, и служба безопасности, и ремонтная бригада одновременно. Без них даже самые мощные компьютеры быстро выйдут из строя или останутся бесполезными.

Особенно интересно, что соотношение нейронов и глиальных клеток варьируется в разных отделах мозга и меняется с возрастом. Например, в коре больших полушарий на один нейрон приходится примерно 1,4 глиальной клетки, а в мозжечке — всего 0,2. По мере взросления и старения количество глиальных клеток обычно увеличивается.

Для тех, кто интересуется тем, как улучшить работу всех клеток мозга и особенно укрепить память, рекомендую ознакомиться со статьей «10 книг по развитию памяти«. Там я собрал произведения, которые не только объясняют принципы работы памяти на клеточном уровне, но и предлагают проверенные техники для ее улучшения.

Индивидуальные различия: почему количество нейронов у всех разное

Одна из самых распространенных ошибок, с которой я сталкиваюсь как нейропсихолог — это представление о том, что у всех людей абсолютно одинаковое количество нейронов. «У всех людей 86 миллиардов нейронов» — это такое же обобщение, как «рост всех людей 175 см».

В реальности количество нейронов и нейронных связей у каждого человека уникально и зависит от множества факторов. Начнем с того, что даже при рождении у нас разное количество нейронов — это определяется генетикой и условиями внутриутробного развития.

Помню интересный случай из практики. Я работал с однояйцевыми близнецами, генетически идентичными. Но один из них в детстве серьезно занимался музыкой, а второй — спортом. Когда мы провели нейрокогнитивное тестирование, различия в структуре их мозга были настолько значительными, что их можно было принять за абсолютно разных людей! У музыканта были гораздо более развиты области, отвечающие за слух, мелкую моторику и математические способности. У спортсмена доминировали зоны пространственной ориентации и крупной моторики.

Возраст — еще один важнейший фактор. Вопреки распространенному мифу, мы не рождаемся с максимальным количеством нейронов, которое потом только уменьшается. Да, некоторые области мозга действительно проходят через фазу «прореживания» лишних нейронов в раннем детстве, но в других областях (например, в гиппокампе) новые нейроны могут образовываться на протяжении всей жизни — этот процесс называется нейрогенезом.

С нейронными связями ситуация еще более динамична. Их количество постоянно меняется в зависимости от нашего опыта, обучения, физической активности и даже питания. Образно говоря, ваш мозг сегодня — это уже не тот мозг, который был у вас вчера.

В своей работе я постоянно наблюдаю, как меняется мозг людей, регулярно занимающихся когнитивными тренировками. Исследования показывают, что регулярное решение интеллектуальных задач, изучение новых языков, освоение музыкальных инструментов и даже просто физическая активность могут значительно увеличить количество нейронных связей.

Здесь уместна аналогия с мышцами. Представьте, что нейроны — это мышечные волокна. У всех людей примерно одинаковый набор мышц, но у профессионального атлета они гораздо более развиты, чем у человека, ведущего сидячий образ жизни. То же самое и с нейронами и их связями — они развиваются при тренировке и атрофируются при бездействии.

Между прочим, исследование, опубликованное в журнале Science в 2020 году, показало, что даже у 90-летних людей при регулярной когнитивной и физической активности продолжают формироваться новые нейронные связи. Это полностью опровергает фаталистическое представление о том, что «после 25 лет мозг только деградирует».

Когда меня спрашивают о самом важном факторе, влияющем на количество нейронных связей, я обычно отвечаю так: «Представьте, что ваш мозг — это сад. Количество растений (нейронов) в нем относительно постоянно, но от вашего ухода зависит, будут ли они чахлыми кустиками или пышными, цветущими деревьями с множеством ветвей (нейронных связей)».

Практическое значение: зачем нам знать о количестве нейронов

Когда я рассказываю о количестве нейронов и нейронных связей на своих лекциях и мастер-классах, часто возникает вопрос: «А какое практическое значение имеют эти цифры? Как это влияет на нашу повседневную жизнь?»

Ответ в том, что понимание масштабов нашей нейронной сети радикально меняет представление о возможностях человеческого мозга и о том, как мы можем их использовать.

Представьте, что вы всю жизнь думали, что владеете небольшим участком земли, где можно вырастить только несколько грядок овощей. А потом вдруг узнали, что на самом деле вам принадлежат тысячи гектаров плодородной почвы! Изменится ли ваше отношение к своим возможностям? Конечно!

Так же и с мозгом. Осознание того, что мы обладаем 86 миллиардами нейронов с триллионами связей между ними, меняет наше отношение к обучению, развитию и преодолению трудностей.

В своей практике я регулярно использую эту информацию для мотивации клиентов, особенно тех, кто считает, что «уже слишком поздно» или что они «недостаточно способны» для освоения новых навыков. Когда человек понимает, какие неиспользованные ресурсы скрыты в его голове, это придает уверенность и стимулирует к действию.

Один из моих клиентов, мужчина 56 лет, пришел ко мне с жалобами на ухудшение памяти. Он был убежден, что это «естественный процесс старения», с которым ничего нельзя поделать. Когда я рассказал ему о том, что даже в его возрасте мозг сохраняет огромный потенциал пластичности, он сначала не поверил. Но после трех месяцев когнитивных тренировок его память улучшилась настолько, что он смог вернуться к изучению иностранного языка, который забросил 20 лет назад.

Еще один практический аспект — это осознание важности «ментальной гигиены». Если вы понимаете, что в вашей голове работает сложнейшая в мире нейронная сеть с триллионами связей, то начинаете более ответственно относиться к тому, чем вы её «кормите» — какой информацией, какими задачами, каким образом жизни.

Для меня лично понимание масштабов нейронной сети стало источником постоянного удивления и благоговения перед возможностями человеческого мозга. Даже после стольких лет исследований я иногда останавливаюсь, чтобы просто поразиться тому факту, что все мои мысли, воспоминания, навыки, эмоции и сама моя личность — результат скоординированной работы миллиардов клеток и триллионов связей между ними.

И ведь самое удивительное: мы используем этот невероятный инструмент каждую секунду нашей жизни, часто даже не задумываясь о том, какие чудеса он творит.

Заключение

Итак, что же мы теперь знаем о количестве нейронов в мозге человека? Современная наука говорит нам, что средний взрослый мозг содержит около 86 миллиардов нейронов и примерно столько же глиальных клеток. Каждый нейрон может образовывать от 1000 до 10000 связей с другими клетками, что дает нам до квадриллиона синаптических соединений. И всё это умещается в органе весом около 1,3-1,4 кг, потребляющем всего 20 Вт энергии — меньше, чем обычная лампочка!

Помню, как несколько лет назад я беседовал с одним из ведущих мировых специалистов по искусственному интеллекту. Он показал мне суперкомпьютер, занимающий целый зал и потребляющий мегаватты электроэнергии. «И знаете что? — сказал он мне с улыбкой. — Этот гигант всё еще не может сделать многое из того, что ваш мозг делает автоматически, не задумываясь. Мы только начинаем понимать, насколько наш мозг эффективнее любых созданных нами систем».

Для меня эти цифры и факты — не просто интересная информация, а источник глубокого благоговения перед тем, что каждый из нас носит в своей голове. Мы буквально являемся обладателями самой сложной известной структуры во Вселенной. И самое удивительное: при правильном подходе мы можем активно влиять на то, как развивается эта структура, укрепляя существующие нейронные связи и формируя новые.

Да, мы не можем значительно увеличить количество нейронов (хотя в некоторых областях мозга нейрогенез продолжается всю жизнь), но мы абсолютно точно можем повлиять на количество и качество связей между ними. И именно здесь кроется огромный потенциал для развития нашего мозга в любом возрасте.

А теперь представьте на минутку: каждая ваша мысль, каждое воспоминание, каждый новый навык — это буквально новые физические связи между нейронами в вашем мозге. Вы физически меняете структуру своего мозга каждый день своими действиями, мыслями, выбором. Разве это не удивительно?

Когда я осознал этот факт много лет назад, он полностью изменил мое отношение к обучению, развитию и преодолению трудностей. Надеюсь, что и для вас эта информация станет источником вдохновения и мотивации.

И напоследок, вопрос для размышления: как бы изменилась ваша жизнь, если бы вы каждый день помнили, что в вашей голове находится невероятная вселенная из 86 миллиардов нейронов, способная на гораздо больше, чем вы привыкли думать?