Паскуаль-Леоне считает, что различие результатов, получаемых по пятницам и понедельникам, означает существование разных механизмов пластических изменений. Быстрые изменения, наблюдаемые в пятницу, усиливают существующие нейронные связи и выявляют нервные пути, преданные забвению. Более медленные, но стабильные, изменения, фиксируемые в понедельник, предполагают формирование принципиально новых структур и возможное «выращивание» новых связей и синапсов.
Понимание этого эффекта «черепахи и зайца» может помочь нам разобраться с тем, что мы должны делать для того, чтобы в совершенстве овладеть новым навыком. После короткого периода тренировки, как это бывает, когда, к примеру, нам нужно срочно подготовиться к сдаче экзамена, достаточно просто добиться улучшений, поскольку в данном случае мы усиливаем существующие синаптические связи. Однако мы быстро забываем то, что «вызубрили», потому что подобные связи так же легко уходят, как приходят. Для того чтобы сохранить улучшения и сделать навык постоянным, необходима медленная настойчивая работа, позволяющая сформировать новые связи. Если человеку, осваивающему какой-либо навык, кажется, что он не делает успехов, или что его «голова напоминает сито», то ему следует упорно тренироваться до тех пор, пока он не добьется «эффекта понедельника» (на что людям, изучающим азбуку Брайля, требовалось шесть месяцев). Различие между результатами пятницы и понедельника может объяснить, почему некоторые люди — медленно осваивающие навык «черепахи», тем не менее осваивают его лучше, чем шустрые «зайцы» — «способные ученики», которым, однако, не всегда удается сохранить на будущее то, чему они научились.
Паскуаль-Леоне расширил свои исследования, чтобы понять, каким образом люди, читающие по Брайлю, получают такой большой объем информации через кончики пальцев. Общеизвестно, что у слепых людей хорошо развиты невизуальные чувства и что те, кто читает с помощью азбуки Брайля, обладают невероятной чувствительностью пальцев, которые они используют для чтения. Паскуаль-Леоне хотел узнать, чем вызвано появление этого расширенного навыка: увеличением сенсорной карты прикосновений или пластическими изменениями в других частях мозга. Например, в зрительной коре, которая не получает входящей информации от глаз.
Он предположил: если зрительная кора помогает участникам исследования читать с помощью азбуки Брайля, то ее блокирование помешает им это делать. Так и произошло. Когда ученые применили блокирующую ТМС к зрительной коре испытуемых, слепые участники не смогли читать шрифт Брайля и чувствовать используемым для этого пальцем. Зрительная кора была вовлечена в обработку информации, получаемой от осязания. Блокирующая ТМС, примененная к зрительной коре зрячих людей, не оказала никакого влияния на их тактильные ощущения. Это указывало на то, что со слепыми людьми, читающими с помощью азбуки Брайля, происходило нечто особенное: часть мозга, связанная с одним чувством, передавалась другому (т. е. речь шла о том типе пластической реорганизации, о которой говорил Бач-и-Рита).
Паскуаль-Леоне, кроме того, установил, что чем лучше человек читает с помощью азбуки Брайля, тем в большей степени вовлечена в этот процесс зрительная кора. Его следующее исследование стало настоящим прорывом в науке, доказав, что наши представления могут менять материальную структуру мозга.
О пользе воображения
Теперь Паскуаль-Леоне использовал ТМС для наблюдения за изменениями карт, соответствующих пальцам руки, у людей, которые учились играть на пианино. Один из кумиров Паскуаль-Леоне, великий испанский специалист по нейроанатомии и лауреат Нобелевской премии Сантьяго Рамон-и-Кахаль, который последние годы жизни посвятил изучению пластичности мозга. Еще в 1894 году Рамон-и-Кахаль высказал предположение о том, что «орган мышления обладает, в определенных пределах, гибкостью и способностью к совершенствованию с помощью целенаправленной психической тренировки». В 1904 году он утверждал, что мысли, повторяемые в ходе «психической тренировки», должны укреплять существующие нейронные связи и создавать новые. Кроме того, Рамон-и-Кахаль предполагал, что этот процесс может быть наиболее ярко выражен в нейронах, контролирующих пальцы у пианистов
[107]
, которые занимаются психической тренировкой очень много времени.
Используя свое воображение, Сантьяго Рамон-и-Кахаль нарисовал картину пластичного мозга, но у него не было возможности и инструментов подтвердить ее. Паскуаль-Леоне решил, что теперь у него есть такой инструмент — ТМС, который позволяет проверить, действительно ли психическая практика и воображение способны вызывать физические изменения.
Эксперимент был достаточно простым и основывался на идее Рамона-и-Кахаля использовать пианино. Паскуаль-Леоне учил две группы людей, которые никогда не учились игре на пианино, исполнению последовательности нот, показывая, какими пальцами двигать, и позволяя им слушать исполняемые ими ноты. Затем члены одной группы, которая занималась «психической тренировкой», в течение пяти дней сидели по два часа перед электропиано и представляли, что играют выученную последовательность и слышат свое исполнение. Вторая группа, занимавшаяся «физической тренировкой», действительно играла на фортепьяно по два часа в день в течение пяти дней. Участникам обеих групп проводили картирование мозга до начала эксперимента, каждый день во время его проведения и после его завершения. Затем представителей обеих групп попросили сыграть предложенную им последовательность нот, а компьютер оценивал точность их исполнения.
Паскуаль-Леоне обнаружил, что обе группы научились играть заданную последовательность, и что в обеих группах наблюдаются одинаковые изменения карт мозга. Поразительно, но психическая тренировка привела к тем же самым физическим изменениям в двигательной системе, что и реальная игра на пианино. К концу пятого дня произошло одинаковое изменение двигательных сигналов, поступающих к мышцам, в обеих группах, а на третий день эксперимента исполнители, пользующиеся воображением, исполняли мелодию точно так же, как исполнители, играющие на настоящем фортепьяно.
В группе, занимающейся психической тренировкой, прогресс за пять дней был, хотя и существенным, но не настолько значительным, как у тех участников эксперимента, которые проводили физическую тренировку. Однако после того как первая группа закончила психические тренировки, и для ее участников был проведен двухчасовой сеанс физической тренировки, общий уровень исполнения участников повысился до того уровня исполнения, которого члены второй группы достигли за пять дней физических тренировок. Очевидно, что психическая тренировка — эффективный способ подготовки к освоению физического навыка с помощью минимальной физической тренировки.
