В 1983 году нью-йоркский исследователь мозга Фернандо Ноттебом и его коллега Стивен Голдмен сообщили, что у взрослых канареек можно наблюдать сезонное образование новых нервных клеток, которое по времени соответствует периоду разучивания песен. Это сообщение породило большие ожидания (хотя, вероятно, ввиду отсутствия интернета, тема не вызвала «вирусного» эффекта, и по сравнению с шумихой, которую порой можно наблюдать сегодня, ажиотаж вокруг нее все же оставался весьма ограниченным). Дело в том, что из всех живых существ только людям, певчим птицам и дельфинам приходится учиться звукообразованию (вокализации). В отличие от них собака умеет лаять сразу. У этой истории были все задатки большой новости, и она ею стала. Ноттебом и его коллеги дали ответы на многие из последовавших за этим вопросов: откуда новые нервные клетки берутся и как регулируется их образование и исчезновение. Однако эти ученые сосредоточились на певчих птицах и предоставили другим исследователям разбираться, как же обстоят дела с «нейрогенезом взрослых» (так правильно называется этот процесс) у остальных животных и у человека. Тем временем, уже в 60-х и 70-х годах XX века появилось несколько сообщений о нейрогенезе взрослых у крыс. У крыс! Они ведь не поют, не стремятся завоевать никаких особых симпатий друг у друга. Это более раннее, первое описание нейрогенеза взрослых так и не получило известности за пределами узких научных кругов, и даже здесь воспринималось скорее как некий курьез. Тогда время для подобных открытий еще не пришло.
Илл. 1. Фернандо Ноттебом из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке в 80-е годы XX века открыл образование новых нейронов в мозге канареек
Но вот теперь, когда на птицах были получены столь убедительные результаты, фантазия ученых стала разгораться. Они размышляли так: человек и канарейка похожим образом учат некий «язык», а значит, не исключено, что сходство есть в чем-то еще, и здесь могут крыться неожиданные возможности. Что, если связь между нейрогенезом и обучением в конечном счете гораздо более глубока, чем предполагалось до сих пор? И, если нейрогенез взрослых все же существует, может быть, это наша надежда на простое средство против гибели нервных клеток, которая происходит в старости и в результате заболеваний?
Вскоре стало очевидно, что все не так просто, но мысль была, да и остается хорошей. Природа на примере канареек показывает нам, как даже во взрослом мозге, до самого позднего возраста, из стволовых клеток регулярно образуются нейроны. При этом происходит именно то, чему пытаются научиться исследователи стволовых клеток и работники регенеративной медицины: нейроны формируются в условиях взрослого мозга. Нейрогенез взрослых – это единственное, но очень важное исключение из правила, которое в остальном действует неуклонно: в норме мозг как раз не способен производить новые нервные клетки.
Итак, встает вопрос: почему же существует это единственное исключение? Может быть, это, согласно царившей долгое время гипотезе, не более чем реликт из глубин эволюции, как аппендикс, который никому не вредит, но и ни для чего на самом деле не нужен?
[2] Что-то, о чем эволюция попросту забыла? Или же исключение из правила означает как раз обратное и говорит о функции настолько важной, что для нее приходится задействовать чрезвычайно сложный принцип, давно не действующий в других отделах человеческого мозга, который тем не менее именно здесь дает какие-то существенные преимущества? В самом деле, нейрогенез взрослых требует больших затрат, и есть чрезвычайно веские основания, чтобы постоянное формирование новых нервных клеток не поддерживать. Образование нейрона – в высшей степени сложный процесс, и за то, чтобы обеспечивать эту возможность на протяжении всей жизни, приходится платить достаточно высокую цену. Состояние «forever young» («вечная молодость») с точки зрения мозга имеет очень условную ценность и представляется роскошью, которую не так просто себе позволить.
Индивидуальный мозг
Через мозг мы воспринимаем мир, благодаря мозгу мы можем действовать. Согласно прекрасному, крайне упрощенному определению, наш мозг – это хранилище воспоминаний и одновременно нечто, способное делать предсказания. Именно это называется «обучением». Я могу использовать опыт прошлого, чтобы принимать решения о действиях в будущем.
Тут мы вступаем на опасную территорию в плане определений. Можно ли сказать, что мозг думает? Что думают нейроны? Что такое воспоминания? Можно ли разложить их до уровня клеточных процессов? Или же они никак не проявляются, по крайней мере существенным образом? А теперь еще сложнее: что такое действия? Может ли мозг действовать? И если да, как это соотносится с нашим убеждением о том, что действия совершает индивид? С точки зрения нейробиологии, выше мы дали редукционистское, то есть упрощенное определение. Ряд моментов оно отражает, другие не учитывает. Смысл в том, что некоторые аспекты действительно носят нейробиологический характер и могут быть описаны в нейробиологических терминах, и, таким образом, поддаются естественно-научному анализу. В то же время здесь может возникнуть недопонимание, поскольку мышление – это, конечно, не чисто нейробиологическое явление. Однако оно нейробиологическое в том числе.
Красивое выражение «mind is what the brain does» («мышление – это то, что делает мозг») истинно и ложно одновременно, но нет смысла углубляться в споры об этом противоречии. И все же можно точно сказать, что ни один философ не был бы самим собой без своего мозга. Любой, кто хоть раз выпил слишком много вина или получил крепкий удар по голове, знает, насколько сильно мы зависим от самочувствия этого органа. Мозг – это не чисто биологическое явление, но биологическое в том числе. Описать и суметь объяснить эту его составляющую – уже достаточно сложная задача. Биологизация наших представлений о человеке заслуживает всяческой критики, как и тенденция рассматривать философию, психологию и педагогику как науки о церебральных функциях. Приставку «нейро-» нередко используют, чтобы придать веса слабым, умозрительным построениям. Но часто дело обстоит как раз наоборот. Порой мы не учитываем, что у человека с его чудесным, мощным мозгом много общего с гораздо более примитивными животными, а надменный антропоцентризм весьма безоснователен. Априори приписывать мыслительным способностям человека особый статус, который выделял бы нас из мира природы, не только высокомерно и неправильно. В результате этого мы также упускаем массу возможностей, начиная с того, чтобы более глубоко разобраться в своей сущности, и кончая конкретными медицинскими разработками.
Даже у представителей разных видов животных в мозге может быть много общего, и все же этот орган у них отличается. И внутри одного вида он иногда выглядит по-разному. У каждого человека свой собственный мозг. Это звучит банально, но очень много значит. Содержимое наших черепов не изготовлено по единому шаблону. Как именно оно выглядит, зависит от того, какие качества мы унаследовали от родителей и какой опыт нам был доступен. Это и есть то самое знаменитое взаимодействие генотипа и среды, и мы – его результат. Генотип и среда действуют неразрывно, но по-прежнему остается загадкой, в каком соотношении. Мы, люди, отличаемся друг от друга, и поэтому отличается мозг каждого из нас. И наоборот: у каждого из нас свой мозг, поэтому мы такие разные. К концу жизни мозг несет в себе все воспоминания и весь опыт, который мы приобрели, но это не значит, что он содержит их, как кувшин содержит воду, – мозг сам состоит из всех воспоминаний и опыта, потому что они изменили его, встроившись в его структуру. Мозг каждого из нас, и чем мы старше, тем в большей степени, по структуре и по микроструктуре соответствует нашей биографии и всему тому, что мы когда-либо постигли. Научные фантасты пестуют идеи о том, чтобы читать эти структуры, будто информацию с жесткого диска, но в нашей книге речь пойдет о другом. Нас интересует вопрос об индивидуальном мозге и идея о том, что он может развиваться на протяжении всей жизни и что этот процесс неразрывно связан с опытом. Все, что мы пережили и узнали, нас меняет, причем на физическом, нейробиологическом уровне. Жизнь оставляет следы. Всегда. Все, чему я учусь, изменяет мой мозг. Эта мысль успокаивает и тревожит одновременно. С одной стороны, отсюда следует наша уникальность и индивидуальность, но с другой – встают вопросы, например о том, насколько мы способны формировать и сохранять свой уникальный мозг и какую ответственность мы за это несем. Сам по себе этот вопрос не нов, просто раньше его не задавали в контексте нейробиологии, но здесь мы смотрим на него под другим углом, и он получает новый приоритет. В процессе обучения, например, когда канарейка осваивает навык пения, образуются новые нервные клетки, которые, таким образом, вносят в структуру мозга постоянные и измеримые изменения, соответствующие опыту. Это знание заставляет нас по-новому взглянуть на связь между мозгом и мышлением и наглядно демонстрирует, что именно она лежит в основе развития личности.
