На то, чтобы пройти «Знание», уходит от двух до четырех лет, тест действительно адски сложный. Магуайер выяснила: чтобы справиться с этой задачей, мозгу приходится вкладывать больше ресурсов в пространственную память, выращивая дополнительное серое вещество в гиппокампе. И так как места в этой, и без того переполненной, части мозга не особенно много, потесниться и уменьшиться пришлось соседнему переднему гиппокампу. Именно этим, как предположили исследователи, было обусловлено ухудшение результатов водителей в заданиях на зрительную память.
Есть и другие примеры того, как растут и уменьшаются отделы мозга в ответ на обучение. Например, исследования показали, что области, связанные с мелкой моторикой и обработкой звука, у музыкантов значительно больше, чем у обычных людей. И объем этих изменений соответствует количеству времени, потраченному на занятия. Это доказывает, что решающее значение в развитии мозга имеет практика, а вовсе не врожденные преимущества. Причем практика не обязательно должна быть длительной. Так, размер областей мозга, отвечающих за обработку информации о быстро двигающихся объектах, увеличивался у новичков-жонглеров всего через несколько недель занятий.
Все эти исследования широко известны, их проводили уважаемые ученые, которые знают свое дело и не пытаются ничего продать. Но когда кто-то пытается объединить слова Хебба с результатами этих исследований и притворяется, будто понимает, что все это значит, — нужно держать ухо востро. До сих пор у ученых не было возможности непосредственно наблюдать процесс одновременного возбуждения и сплетения нейронов и роста отдельных областей на снимках мозга живого человека. То есть мы не знаем наверняка, связано ли увеличение объема мозга, заметное на сканировании, с ростом новых клеток и нейронных соединений — или же с чем-то еще, например с ростом кровеносных сосудов для обслуживания самых деятельных участков мозга. В общем, зная все это, труднее глотать наживку и верить лозунгам наподобие «перезаряди мозг».
Все стало слишком сложным, и я позвонила Хайди Йохансен-Берг, профессору когнитивной нейробиологии и руководителю центра функциональной нейровизуализации Оксфордского университета. За последние годы мы уже несколько раз обсуждали темы, на которые я писала. Она не производит впечатление человека, склонного преувеличивать, и потому, на мой взгляд, сможет отделить правду от лжи и сказать, как действительно обстоят дела. По телефону я попросила ее уточнить, что в отношении нейропластичности известно наверняка — и она согласилась, хотя уже довольно долго я, можно сказать, преследовала ее с просьбами прокомментировать то один вопрос, то другой.
И профессор Йохансен-Берг сказала: весьма маловероятно, чтобы новые соединения — те самые, которые «вместе загораются, вместе соединяются», — были ответственны за увеличение отделов мозга на снимках: «Конечно, мысль о том, что в процессе обучения в мозге что-то изменяется, очень привлекательна, — но на самом деле эти соединения нейронов настолько крошечные, что увеличение их количества вряд ли возможно заметить на МРТ».
Но если из серого вещества выделяются не новые соединения, то что же? Йохансен-Берг заинтересовал тот же вопрос; она погрузилась в исследования, уже проводившиеся в этой области, и написала обзорную статью в журнал Nature Neuroscience‹‹13››. Обзор текущих исследований показал: в изменениях мозга задействованы разные процессы; и на данный момент нельзя сказать, какие именно из них стоят за возникновением новых образований на снимках мозга, — возможно, правильнее говорить о сочетании этих процессов. Короче говоря, на ее взгляд, популярная идея «перезарядки мозга» может основываться на любом из перечисленных ниже процессов или их сочетании.
Больше нейронов
В некоторых частях мозга, в том числе в гиппокампе, новые нейроны создаются для обеспечения нужд мозга во время обучения и запоминания. Так что нейрогенез (процесс рождения нейронов) по крайней мере частично ответственен за изменения в головах лондонских таксистов. Однако нейрогенез регистрировался только в нескольких специфических областях мозга, поэтому им нельзя объяснить все отличия на снимках МРТ «до» и «после».
Больше «клея»
Нейроны — те самые «нервные клетки», переносящие волшебные электрические импульсы, из которых (каким-то образом) появляются наши мысли, желания и воспоминания. Но серое вещество состоит не только из нейронов. О точном соотношении его компонентов до сих пор ведутся споры, однако известно, что клеток так называемой глии в мозге как минимум столько же, сколько и нейронов, если не больше.
Глия — по-гречески клей. Эти клетки получили такое название, потому что из них формируется липкая система укреплений, поддерживающая нейроны на нужных местах. Долгое время считалось, что это и есть единственная функция нейроглии. Но недавно появились данные, позволяющие предположить, что в обучении она тоже участвует.
Особый интерес исследователей вызвали так называемые астроциты, один из типов глиальных клеток. Именно их увеличение зафиксировали ученые в исследованиях на животных, где зверей сначала обучали чему-то, а потом препарировали их мозг, чтобы понять, что изменилось. То же самое, вероятно, происходит и в мозге человека. «И это можно было бы увидеть на снимках мозга», — подтверждает Йохансен-Берг.
Возможно, когда мы учимся, именно астроциты заботятся об обслуживании определенных нервных соединений, помогая нам лучше справляться с умственным трудом. А может, между астроцитами и процессом мышления есть и более прямая связь. Но пока этого никто не знает точно. Как бы то ни было, астроциты безусловно важны для мышления, а астроциты человека справляются со своей работой особенно хорошо. В 2013 году группа ученых поместила человеческие астроциты в мозг мышей, чтобы узнать, повлияет ли это на их навыки ориентирования в пространстве. В результате по сравнению с контрольной группой грызунов, у которой были только свои астроциты, эти мыши стали намного лучше ориентироваться в лабиринте и запоминать, где спрятаны какие объекты‹‹14››.
Еще больше интригуют результаты исследования мозга Эйнштейна: оказывается, в отделах мозга, связанных с абстрактным мышлением, астроцитов у него оказалось даже больше, чем можно было бы ожидать. Так что, пусть астроциты и не могут, как нейроны, молниеносно передавать сигналы, они наверняка сильно влияют на нашу способность думать. Или, как сформулировала Йохансен-Берг с типичной для нее склонностью к преуменьшению: «Все сильнее ощущение, что в изучении астроцитов мы пропустили что-то важное».
Больше труб
Исследования показывают, что, пока астроциты заняты своими важными делами, кровеносные сосуды, связывающие их с нейронами, тоже прирастают новыми ответвлениями. Для наиболее напряженно работающих отделов мозга больше крови означает больше энергии, кислорода и всего того, что нужно активным клеткам для продуктивной работы. Конечно, объяснять изменения в мозге ростом кровеносных сосудов, а не нейронов не особенно интересно. Однако именно кровеносные сосуды составляют около 5 % серого вещества, так что, если они начинают разрастаться, это вполне может стать заметным на снимке мозга. В таком случае то, что обычно продается под лозунгом «замены проводки» и «перезарядки» мозга, было бы правильнее назвать заменой водопровода.
