Поначалу Мерцених не мог поверить собственным глазам. Как и любого другого невролога, его учили, что структура мозга взрослой особи является фиксированной. Тем не менее он мог наблюдать в собственной лаборатории, что мозги шести мартышек подверглись быстрым и значительным изменениям на клеточном уровне. «Я понимал, что это поразительная по своей сути реорганизация, однако не мог дать ей объяснения, - вспоминал впоследствии Мерцених. - Оглядываясь назад, я понимаю, что видел настоящее доказательство нейропластичности. Но в то время я этого ещё не понимал. Я просто не знал, что именно происходит у меня на глазах. Кроме того, вряд ли кто-то в профессиональном сообществе мог бы поверить, что пластичность может действовать в таких масштабах».
Мерцених опубликовал результаты своего эксперимента в академическом журнале. Никто не обратил на его статью особого внимания. Но сам он понимал, что натолкнулся на нечто важное, и в течение последующих трёх десятилетий провёл множество тестов с другими мартышками. Все эти тесты доказывали существование значительной пластичности в мозгу взрослых приматов. В работе 1983 года, описывающей один из его экспериментов, Мерцених категорически заявляет: «Эти результаты полностью противоречат точке зрения, согласно которой сенсорные системы состоят из набора устройств с жёсткой структурой»15. Поначалу работы Мерцениха игнорировали, но постепенно они начали получать признание в неврологическом сообществе. В итоге дело идёт к тому, чтобы полностью пересмотреть общепринятые теории в отношении того, как работает наш мозг. Исследователи обнаруживают, что и в прошлом, во времена Уильяма Джеймса и Зигмунда
Фрейда, проводились эксперименты, так или иначе подтверждавшие факт пластичности. Эти исследования на протяжении многих лет не воспринимались всерьёз, но теперь пришло их время.
По мере развития науки, изучающей мозг, укрепляется и доказательная база в пользу пластичности. Неврологи, использующие новое, более чувствительное оборудование для сканирования мозга (например, микроэлектроды и другие датчики), проводят всё больше экспериментов, причём не только над лабораторными животными, но и над людьми. Все они подтверждают открытие Мерцениха. Но также они позволяют понять нечто новое: пластичность мозга не ограничена соматосенсорной корой (отвечающей за обработку ощущений при прикосновении). Она универсальна. Меняться могут практически все наши нейронные связи, связанные с ощущениями: зрением, слухом, движением, мышлением, обучением, восприятием или запоминанием. Прежняя истина отброшена в сторону за ненадобностью.
* * *
Судя по всему, взрослый мозг не просто пластичен, а, как говорит Джеймс Олдс, преподаватель неврологии и руководитель Института перспективных исследований им. Ш. Краснова* в Университете Дж. Мэйсона, «очень пластичен». Сам Мерцених использует выражение «массивная пластичность». Пластичность уменьшается по мере нашего старения (так или иначе мозг начинает пробуксовывать), однако никогда не исчезает полностью. Наши нейроны всегда способны разрушать старые связи и формировать новые. Кроме того, постоянно происходит процесс возникновения новых нервных клеток. «Наш мозг, - говорит Олдс, - обладает способностью перепрограммироваться "на лету", то есть изменять способ своего функционирования».
Пока что мы в точности не знаем, каким образом мозг перепрограммирует себя, но уже понятно, что (как и предполагал Фрейд) основной секрет кроется в сложном химическом составе синапсов. Внутри микроскопических пространств между нейронами происходят крайне сложные процессы, но если говорить простым языком, дело заключается в разнообразных химических реакциях, фиксирующих и запоминающих действия, происходящие в нервных путях. Каждый раз, когда мы выполняем задачу или испытываем физическое или ментальное ощущение, активируется определённый набор нейронов в нашем мозгу. Если нейроны находятся в непосредственной близости друг от друга, то они объединяются на основе обмена синаптическими нейромедиаторами, такими как глутаминовая кислота. При повторном возникновении ощущения синаптические связи между нейронами усиливаются и увеличиваются за счёт как физиологических (например, повышения концентрации нейромедиаторов), так и анатомических изменений (создания новых нейронов или роста новых синаптических окончаний на существующих аксонах и дендритах). Синаптические связи могут также ослабляться в ответ на то или иное ощущение. Опять же, это связано как с физиологическими, так и с анатомическими изменениями. Всё то, чему мы учимся в процессе жизни, встраивается в постоянно меняющиеся межклеточные связи внутри мозга. Цепочки связанных нейронов формируют в нашем мозгу настоящие «жизненные пути». В наши дни учёные суммируют основные идеи нейропластичности в одном выражении, известном как правило Хебба: «Одновременно активирующиеся клетки объединяются между собой».
Одно из самых простых, но мощных подтверждений изменения синаптических связей было получено в результате серии экспериментов, проведённых биологом Эриком Канделом в начале 1970-х годов над аплизиями - большими морскими моллюсками. (Обитатели моря часто выступают в качестве наилучших объектов неврологических исследований, так как обладают более простой нервной системой и крупными нервными клетками.) Кандел, получивший за свои опыты Нобелевскую премию, обнаружил, что достаточно лёгкого прикосновения к жабрам моллюска, чтобы тот немедленно и рефлекторно отпрянул. Однако если прикасаться к ним раз за разом, не нанося при этом подопытному организму вреда, то это инстинктивное движение в какой-то момент прекратится. Моллюск привыкнет к прикосновению и научится не обращать на него внимания.
Наблюдая за нервной системой моллюсков, Кандел обнаружил, что «это приобретённое изменение поведения сопровождалось значительным ослаблением синаптических связей» между сенсорными нейронами, «чувствующими» прикосновение, и моторными нейронами, дающими жабрам команду сократиться. В обычном состоянии около до процентов сенсорных нейронов в жабрах моллюска связано с моторными нейронами. Но после того как учёный касался жабр сорок раз, связи между моторными и сенсорными нейронами сохранялись лишь в то процентах случаев. Исследование «убедительно доказало, - как писал Кандел, - что синапсы могут подвергаться значительным и продолжительным изменениям с точки зрения силы даже при незначительных объёмах тренировки».
Пластичность наших синапсов позволяет гармонично соединить между собой два направления философии, которые на протяжении столетий противопоставлялись друг другу. Речь идёт о рационализме и эмпиризме.
С точки зрения таких эмпириков, как Джон Локк, наш мозг в момент рождения представляет собой чистый лист, tabula rasa. Всё, что мы знаем, поступает к нам исключительно за счёт опыта и обучения в процессе жизни. Если говорить проще, то мы являемся продуктом воспитания, а не природы.
С точки зрения рационалистов, например Иммануила Канта, мы рождены со встроенными ментальными «шаблонами», определяющими, как мы ощущаем и осмысляем окружающий мир. Весь наш опыт фильтруется сквозь эти врождённые шаблоны. Природа преобладает над нами. Эксперименты с аплизиями показали, как пишет Кандел, что «право на жизнь заслуживают обе точки зрения - в сущности, они просто дополняют друг друга». Наши гены «определяют» многие из «связей между нейронами, иными словами, какие именно нейроны и когда формируют синаптические связи с другими». Именно эти генетически определяемые связи и формируют врождённые шаблоны, основную архитектуру мозга, о которой говорил Кант. Однако наш опыт в процессе жизни регулирует силу или «долгосрочную эффективность» этих связей, позволяя (как утверждал Локк) постоянно менять наш разум и «выражение новых моделей поведения».
