Нейропластичность

МНОГО РАЗ В ДЕНЬ МЫ ГОВОРИМ И ДУМАЕМ О СЕБЕ, но редко задаёмся вопросами, что скрывается за очевидным и вроде бы понятным «я». Что определяет то, как мы думаем, что чувствуем, как воспринимаем самих себя и на что способны? Наши возможности предопределены природой — или мы делаем себя сами? В эпицентре этого конфликта — мозг, который управляет всей нашей жизнью. 

Это одна из самых сложных систем во Вселенной: она способна учиться, расти и думать о себе самой. Открытие того, что окружающая среда может влиять на развитие и рост мозга, стало настоящей революцией в нейробиологии. Эксперименты американского профессора Мэрион Даймонд в 1964 году показали, что у крыс, выращенных в просторных клетках с кучей игрушек, кора больших полушарий была на 6 % толще, чем у тех, что выросли в маленьких скучных клетках. Это означает, что мы можем изменять мозг непрямым воздействием — без операций и препаратов.

Около четырёх сотен лет человек смотрел на мир как на точный механизм вроде огромных часов — и точно так же воспринимал самого себя. Казалось, мы рождаемся с «заданными настройками» — и можем жить в строго отведённых рамках. Долгое время считалось, что взрослый мозг сформирован раз и навсегда, а его клетки умирают безвозвратно. Учёные были убеждены, что как только детство заканчивается, мозг стареет и деградирует, а наше мышление неизбежно ухудшается, что повреждения мозга всегда фатальны. Считалось, что бессмысленно тренировать и обучать людей с врождёнными аномалиями мозга или получивших повреждения в течение жизни. И хотя идею нейропластичности— способности мозга меняться под воздействием опыта — обнаруживали в экспериментах с конца XVIII века, её до последних десятилетий отвергали. Но теперь всё изменилось.

Как мы воспитываем мозг

Первым делом открытие нейропластичности коснулось воспитания детей. Младенец рождается с незрелым мозгом и делает громадный скачок в развитии за первые пять лет: у малыша всего две-три тысячи нейронных связей на нейрон, а уже к трём годам каждый нейрон набирает примерно 15 000 связей. Это происходит потому, что мозг младенца реагирует на все сигналы органов чувств, мгновенно создавая для новой информации материальное воплощение в виде клеток и их соединений.

Период активного роста называется «критическим», так 
как именно в это время человек очень легко обучается. 
В это время среда колоссально влияет на мозг: например, 
за два-три года ребёнок осваивает разные составляющие языка (или даже нескольких, если он живёт в мультилингвальной среде). Если в «критический» период он не будет слышать разговоры, то у него могут возникнуть не только проблемы с речью, но и задержки в развитии — есть теория, что если младенец в первые годы жизни будет находиться в обстановке неразборчивого шума, то некоторые части его мозга не смогут сформироваться полностью.

Если в «критический» период ребёнок
не будет слышать язык, то у него могут возникнуть не только проблемы с речью, но и задержки
в развитии

В то же время есть данные, что даже во взрослом возрасте можно попытаться скомпенсировать такие нарушения. Американский нейроучёный Майкл Мерцених, один из главных апологетов нейропластичности сегодня, разработал методику языковой аудиотренировки, которой пытаются корректировать различные речевые нарушения: дислексию, дисграфию и некоторые другие (правда, её эффективность пока вызывает споры).

Долгое время считалось, что по прошествии детского «критического периода» мы уже не можем повлиять на работу мозга — но и это не так. Ещё в шестидесятых годах американский нейрофизиолог Пол Бак-и-Рита сконструировал аппараты сенсорного замещения, которые могли, например, научить людей с инвалидностью по зрению «видеть». Для этого он использовал камеру, изображение с которой преобразовывалось в электросигналы — они подавались на пластинку, помещавшуюся на язык.

Пациентам требовалось от нескольких часов до нескольких месяцев тренировки, чтобы начать «видеть» с помощью этого прибора. Их мозг учился преобразовывать сигналы, поступающие с поверхности языка, в зрительные сигналы. Такая реорганизация коры головного мозга показывает, что мозг легко меняется под воздействием внешних изменений. Сюда относится и более известное явление — обострение осязания у людей, потерявших зрение: в этом случае нейронные сети, которые больше не используются зрением, вовлекаются в деятельность осязательных нервов, увеличивая чувствительность покровов кожи.

Как тело рисует
«мозговую карту»

Другой инструмент воздействия на мозг — наше собственное тело. Впервые это наглядно показал тот же Бак-и-Рита, который помог восстановиться парализованному и онемевшему после инсульта отцу. Его отец Педро каждый день учился элементарным вещам как ребёнок: различать и повторять звуки, тянуться за предметами, хватать их, ползать, играть в кубики, произносить слова — и так до тех пор, пока снова не начал ходить и говорить (в итоге он даже смог опять читать лекции в университете). В то время не было возможности исследовать повреждения в мозге живого человека после инсульта — только когда Педро умер, вскрытие показало, что инсульт был крайне обширным и значительная область его мозга была повреждена, при этом оставшиеся клетки мозга смогли взять на себя функции утраченных участков.

С появлением техник исследования мозга живых людей, 
мы больше понимаем о том, как живут и функционируют люди, от рождения не имеющие части или и вовсе одного 
из полушарий мозга. Раньше наука не верила, что такие люди способны учиться, заниматься творчеством и любить близких — но это оказалось неправдой. В книге Нормана Дойджа «Пластичность мозга» изложено множество примеров не знающей предела нейропластичности мозга таких людей.

Если вы тренируете какой-то навык, например игру
на скрипке,
то «мозговые карты» пальцев становятся больше

Вызванная телесным опытом нейропластичность встречается в жизни чаще, чем мы думаем. Гениальные танцовщики и пианисты, люди, ставящие спортивные рекорды, и получающие мультиоргазмы женщины — все они влияют на мозг за счёт тренировки тела. Каждая часть тела представлена в соматосенсорной коре: более чувствительные и активные части тела большим, а менее чувствительные и активные — меньшим количеством нейронных соединений. Канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд для наглядности создал «гомункула», который иллюстрирует, как тело «проецируется» в мозге. Если вы тренируете какой-то навык — например, гонять пальцами по струнам скрипки с космической скоростью — то «мозговые карты» пальцев становятся больше, подробнее, дифференцированнее. В то же время верно и обратное: то, чем вы не пользуетесь, ослабевает, поэтому если вы перестаёте что-то делать — то теряете навык.  

Тем же свойством мозга можно объяснить избавление от вызванного травмами паралича, несмотря на плачевные прогнозы врачей. Майкл Мерцених показал в своих опытах, как нервная активность меняет работу мозга. Если нерв, соединяющий вашу руку с мозгом, повредится, то через некоторое время мозг научится использовать соседний нерв для управления той же рукой — достаточно «заставить» мозг. Опытным путём Мерцених доказал, что этот орган теряет навыки так же легко, как учится новому: если он привыкает к тому, что мы не пользуемся конечностью, он вычёркивает её из «мозговой карты», распределяя используемые раньше нейроны по другим, более актуальным задачам. Но если человека поместить в ситуацию, когда он может пользоваться только обездвиженной рукой — через несколько недель мозг снова начнёт её «чувствовать». Эти методы используют, например, для восстановления после инсульта. Конечно, сроки восстановления зависят от тяжести повреждений — но эти эксперименты заставляют нас иначе посмотреть на идею реабилитации пациентов.

Почему учиться никогда
не поздно

Но что если мы просто хотим научиться влиять на мозг, улучшая качество жизни — то есть повлиять на эмоциональное состояние, интеллектуальный потенциал и творческие способности? Над схемами подобных тренировок бьются многие учёные, но ни одной методики с мощной доказательной базой пока не существует — так что не верьте производителям приложений и игр, которые говорят, что они проверены нейронаукой. Нейронаука пока ни в чём не уверена, но кое-какие догадки у неё всё же есть.

Например, знаменитая на весь мир серия исследований лондонских таксистов, проведённая ирландским нейрофизиологом Элеанор Магуайер, доказала, что процесс обучения заставляет мозг развиваться. Лондон топографически очень сложный город, и таксистам приходится стараться несколько лет, чтобы получить лицензию. Магуайер доказала, что те, кто прошёл обучение на лондонского таксиста, имеют увеличенный гиппокамп (он отвечает за память, и от него во многом зависит обучаемость). Чем более развит ваш гиппокамп — тем лучше ваша память и способность сопоставлять новые знания со старой базой. Проще говоря, исследования доказали: чем больше вы учитесь — тем лучше вы учитесь, чем дольше вы учитесь — тем легче вам становится. Поговорка «учиться никогда не поздно» тоже о нейропластичности.

Почему бегать так же важно как читать

Правда, с интенсивным обучением могут быть связаны и недостатки для мозга. Сидячий образ жизни и отсутствие физической активности могут приводить к нарушениям кровообращения — так как одну пятую кислорода из крови получает мозг, он сильно страдает от образа жизни типичного горожанина. Новые исследования влияния физических упражнений на мозг заставляют нас окончательно расстаться со стереотипами о том, что это занятие не для интеллектуальных или творческих людей. Вспомните крыс из обогащённой среды в экспериментах Мэрион Даймонд: в «интересных» клетках они, разумеется, не книжки читали, а очень много бегали — в дальнейшем исследования показали, что даже один только бег в колёсике помогает крысиному мозгу расти.

Оказалось, что аэробные нагрузки у человека способствуют росту нейронов в гиппокампе — а значит, улучшают познавательные способности, умение ассоциировать и соединять факты. Активно разрабатывает эту тему ученица Мэрион Даймонд Венди Сузуки, чья простая книга о нейропластичности и всём на свете переведена на русский язык.

Как сделать мозг послушным

В последнее время становится понятно, что на пластичность мозга также могут влиять наши мысли и установки. Пока что не существует цельного корпуса исследований влияния медитации на мозг, но те, что уже проводились, показывают долговременные изменения электрической активности в мозге. Одна из самых изученных на практике техник медитации — концентрация на объекте и концентрация без объекта — используется западными специалистами для повышения креативности и эффективности мышления, об этом только что вышла книга «Сеть и бабочка».

Нельзя назвать нейропластичность однозначно сильным качеством мозга. Ведь это и наша слабость, особенно если мы не осознаём её действие. Эффективность многократного повторения рекламы и работа пропаганды доказывают: с помощью обучения человеческий мозг можно «настроить» на изначально чуждые ему потребности и эмоции, сделав для нас жизненно необходимым определённый товар, а народ соседнего государства — смертельно опасным. Одни и те же модели отношений в романтических фильмах, одни и те же сексуальные стимулы в порнографии, политические лозунги на ютьюб-каналах и эмоциональные утверждения флешмобов в соцсетях, которые мы потребляем день за днём, меняют структуру нашего мозга. А вместе с ней — нашу психофизиологию, эмоциональность и убеждения. Зная, как чувствителен наш мозг к опыту, человеку будущего, возможно, придётся стать гораздо внимательнее и избирательнее, чтобы самому контролировать его работу.

ТЕКСТ: Анастасия Травкина