Мы – творцы своего мозга

Возможно, одним из важнейших открытий в области здоровья мозга, связанным с недавними достижениями информационных технологий, может оказаться его нейропластичность. С середины XIX века считалось, что участки мозга жестко запрограммированы на решение конкретных задач, а нервные клетки не восстанавливаются. В 1857 году французский нейрохирург Поль Брока связал определенные когнитивные расстройства с повреждениями конкретных участков мозга в результате несчастного случая или операции. Более столетия считалось, что, в отличие от других частей тела, способных к регенерации, мозг не может восстанавливать утраченные или поврежденные нейроны и связи, а человек непрерывно и безвозвратно теряет мозговое вещество.

Данные новейших исследований в области картирования мозга показали, что мозг человека обладает пластичностью, и это делает его, возможно, самым динамичным и самоорганизующимся органом человеческого тела. Несмотря на то что различным участкам мозга присуща определенная степень специализации навыков, мозг жертвы инсульта зачастую способен перенести обработку навыков из поврежденного участка в неповрежденный. Более того, последние достижения в сканировании позволяют увидеть, как формируются новые нейронные связи, и даже проследить рождение новых нейронов из стволовых клеток в результате мыслительного процесса.

В ходе одного эксперимента в Калифорнийском университете обезьян учили выполнять определенную задачу с помощью одного пальца. Сравнение снимков мозга обезьян до и после эксперимента показало существенное увеличение числа нейронных связей, обусловленное тренировкой этого пальца. Участники эксперимента по обучению игре на скрипке продемонстрировали существенный прирост нейронных связей как результат того, что пальцы левой руки управляли высотой звука. В Рутгерском и Стэнфордском университетах проводился эксперимент по сканированию мозга студентов с дислексией (имеющих трудности с чтением). Испытуемые учились различать близкие по звучанию согласные, такие как «п» и «б». По окончании эксперимента сканирование установило значительный рост и увеличение активности участка мозга испытуемых, отвечающего за возможность различать эти звуки. Пола Таллал, одна из создателей системы обучения, прокомментировала эту информацию так: «Вы создаете свой мозг из того, что получаете».

Последние исследования с использованием сканирования мозга позволяют в режиме реального времени наблюдать, как отдельные межнейронные связи создают новые синапсы (места контактов между нейронами). Таким образом, мы можем увидеть, как мозг создает наши мысли, а мысли, в свою очередь, формируют мозг.

На протяжении столетий значение знаменитого изречения Декарта «Я мыслю – следовательно, я существую» вызывало споры. Но описанные выше открытия предлагают новое объяснение: я действительно создаю свой разум из собственных мыслей.

Главный урок, который несут нам эти открытия, таков: мозг ничем не отличается от мышц: он должен работать, чтобы жить. Всем известно, что происходит с мышцами, когда человек прикован к постели или ведет сидячий образ жизни. То же самое происходит и с мозгом. Без решения требующих умственных усилий задач мозг перестает создавать новые связи, теряя организованность и в конечном счете работоспособность. Как для тела, так и для мозга справедлива и обратная зависимость. Если после длительного перерыва начать регулярно заниматься лечебной физкультурой (ЛФК) и выполнять физические упражнения, за несколько месяцев можно восстановить массу и тонус мышц. То же самое происходит и с мозгом.

Снимки нейронных дендритов in vivo: образование дендритного шипика и синапса

Многие исследования демонстрируют, что люди, всю жизнь занимающиеся умственным трудом, сохраняют живой ум. В ходе канадского лонгитюдинального[4]исследования под названием «Виктория» выяснилось, что живость ума сохраняют те пожилые люди, которые регулярно занимаются умственной деятельностью, включая такие повседневные занятия, как чтение книг. И напротив, люди преклонного возраста, ничем подобным не занимающиеся, страдают серьезными когнитивными нарушениями.

Множество мышц нашего тела должно быть в тонусе. Подобно этому, множество участков мозга нуждается в тренировке. Чтобы сохранить здоровье мозжечка – участка мозга, отвечающего за произвольное движение, – необходимо заниматься физической работой, в частности развитием навыков, как в спорте.

Представление о том, что левое полушарие мозга выполняет одни виды деятельности, а правое – другие, верно лишь отчасти. Недавно открытые нейроны нового типа – веретенообразные клетки – перемещаются из одной половины мозга в другую и, по-видимому, активно задействованы в формировании высших эмоций у человека. В одном из экспериментов использование новейших сканеров мозга, позволяющих визуализировать отдельные нейроны, позволило увидеть «включение» (увеличение активности) веретенообразных клеток в мозге испытуемых, которые смотрели на фотографию любимого человека или слушали плач своего ребенка. Веретенообразные клетки могут быть особенно длинными, распространяясь по всей длине мозга, и тесно взаимодействуют с другими нейронами. Зачастую одна веретенообразная клетка имеет сотни тысяч связей с другими. В отличие от высокоорганизованных клеток коры головного мозга, отвечающей за рациональное мышление, веретенообразные клетки демонстрируют непредсказуемую и довольно экзотическую форму, а также структуру связей.

Веретенообразные клетки связаны практически с каждым участком мозга: таким образом они получают информацию обо всем, что происходит в остальных его структурах. Исследования, о которых мы упомянули, показали, что эти клетки не принимают участия в решении логических задач, именно поэтому мы не можем разумно контролировать свои эмоциональные реакции.

Помимо того что веретенообразные клетки имеют сложную структуру, их не так уж много. Из 10 миллиардов нейронов человеческого мозга лишь около 80 000 – веретенообразные клетки. Всего лишь у несколько видов животных имеются такие клетки. У горилл их порядка 16 000, у бонобо (карликовых шимпанзе) – около 2100, у шимпанзе – примерно 1800. Недавно выяснилось, что у китов больше веретенообразных клеток, чем у людей. Интересно, что у новорожденных такие клетки отсутствуют: первые появляются у человека в возрасте четырех месяцев и окончательно формируются к трем годам, что точно отражает процесс формирования у детей младшего возраста высших эмоций и способности ориентироваться в вопросах морали.

Примерно 45 000 веретенообразных клеток располагается в правом полушарии мозга, остальные 35 000 – в левом. По-видимому, этот небольшой дисбаланс и лежит в основе представления о том, что правое полушарие мозга отвечает за наши чувства, а левое – за логическое мышление. Но, несмотря на то что в правом веретенообразных клеток больше, оба полушария принимают участие в логической и эмоциональной деятельности. Поведение людей с редким отклонением, использующих только одно полушарие мозга, зачастую мало отличается от поведения нормальных – они также испытывают эмоции и мыслят логически.