Особые преимущества дает сочетание двух методик визуализации мозга: совместное использование ЭЭГ и фМРТ позволяет еще глубже проникнуть в живой человеческий мозг (в переносном смысле). Конечно, недавние открытия в этой области обусловлены не только методами визуализации. Генетики расшифровали коды, которые определяют, как и где возникают синаптические связи11. Биохимики и фармакологи выяснили роль многих химических веществ-посредников (медиаторов), обнаруженных в головном мозге12. Специалисты по теории вычислений разработали программы, воссоздающие динамические сети «наподобие мозговых»13. Биологи пытаются применить методики секвенирования ДНК к идентификации связей между нервными клетками (баркодирование отдельных синаптических связей, или BOINC)14. Мы даже можем заставить «светиться» отдельные нервные клетки при помощи флуоресцентного окрашивания или генетически закодировать клетки, которые будут потом реагировать на свет15. Все это принесло огромную пользу исследованиям мозга, и даже самые заядлые пессимисты могут признать, что в области визуализации достигнут существенный прогресс. Мы прошли долгий путь от наполнения пустых черепов картечью и измерения шишек.
Командный мозг
И что же мы узнали благодаря всем этим современным методикам? В частности, то, что одна-единственная часть мозга крайне редко отвечает за одну функцию. Разве что на базовом уровне обработки сенсорных сигналов. Почти все структуры мозга являются впечатляющими «многостаночниками» и участвуют в самых разных процессах одновременно.
Прекрасным примером многозадачности стала структура, которая находится в лобных долях и называется передней поясной корой (ППК)16. Те, кто ищет способы создания новых детекторов лжи полагают, что передняя поясная кора представляет собой часть «нейронного базиса лжи». Но, как было показано, эта структура участвует в обработке речи и понимании значений слов, в подавлении реакций (что относится к когнитивным и социальным навыкам), в связывании когнитивной информации с обработкой эмоций, и вообще выполняет многие другие функции. Поэтому, когда вам говорят, что у одной группы людей эта конкретная часть мозга крупнее, чем у представителей другой группы, это не значит, что первая группа отличается от второй какими-то особыми умениями. Если в популярном представлении одна часть мозга выполняет только одно задание, то это либо простое непонимание того, о чем говорят ученые, либо ученые рассказывают не всю историю (или и то и другое)17.
Кроме того, известно, что редко конкретное поведение обеспечивается только одной частью мозга. Как мы узнали из предыдущих глав, на ранних этапах исследований ученые разделяли мозг на части, которые соответствовали отдельным навыкам. Разделение происходило, как правило, на основании наблюдений за последствиями травм головного мозга. Это проявлялось нарушением речи, памяти или способности к распознаванию лиц. На ранних этапах такое разделение привязывали к теории эволюции, и возникла «теория складного ножа», согласно которой мозг состоял из компонентов, «заточенных» под определенные навыки18. Теперь представление о мозге как о системе отдельных специализированных модулей не соответствует действительности.
В наше время появились новые модели, основанные на визуализации динамики мозга, а не на статичных изображениях. Они показывают, что многие части мозга одновременно участвуют в проявлении всех аспектов поведения, и эти участки быстро соединяются и разъединяются, причем с такой скоростью, которую не позволяет уловить метод фМРТ19. Таким образом, если у одной группы людей отмечается увеличение или уменьшение одной области мозга, это не обязательно означает, что представители этой группы обладают особыми или более развитыми навыками. Важнее то, как различные компоненты нейронной сети работают вместе, а не размер какой-то ее части. (Этот размер в любом случае не может быть связан с какими-то навыками.)
На ранних этапах визуализация мозга была похожа на картографию – поиск участков мозга, где происходили определенные процессы. Но теперь мы можем более точно интерпретировать сигналы мозга и изучать, как мозг делает то, что он делает. Мы можем отслеживать мимолетные изменения в «мозговом коде», которые сигнализируют о кратковременном формировании сети для решения проблемы или построения закономерности для обработки следующей партии данных. Иногда это даже пугает: если в эксперименте показывать картинки и записывать активность мозга участников, то потом, на основании этих записей, можно с высокой степенью достоверности предположить, какие именно картинки рассматривали участники. Словом, мы начинаем понимать, как мозг использует информацию, поступающую из внешнего мира20.
Несмотря на все эти достижения, я должна признать, что мы еще очень далеки от понимания путей преобразования деятельности мозга в поведение. Мы не знаем, как объяснить различия между отдельными личностями и даже их группами. Но мы уже открыли немало нового о том, как мозг делает свое дело, как он может с такой легкостью меняться, взаимодействуя с окружающим миром, и – что самое важное – как окружающий мир может менять мозг.
Постоянно меняющийся мозг
Наиболее важным открытием в науке о мозге за последние тридцать лет стала его пластичность, и не только сразу после рождения, но и в последующие годы жизни. Мозг меняется под влиянием опыта, тех вещей, которые мы делаем, и, как ни удивительно, вещей, которые мы не делаем.
Это сильно отличается от нашего первоначального представления о развитии мозга, которое основано на постулате о фиксированных и предопределенных закономерностях роста и развития. Для этих закономерностей установлено определенное время, и отклонения от них могут вызвать только исключительные события21. Ранее считалось, что развитие мозга через размножение клеток возможно исключительно в младенческом возрасте, а в дальнейшем эта способность утрачивается22. Здесь обычно подчеркивали невозможность приобретения основных умений, если правильный сигнал не поступит в нужное время. Но в обычных условиях создается впечатление, что синаптические связи развиваются почти одинаково у всех людей. В мозге молодых людей избыточное количество связей, и дети могут восстанавливаться после утраты довольно существенной части мозговой ткани. Хотя ранее считалось, что, если структура перестала расти и образовались все нужные связи, мозг достиг предела своего развития. То есть биология была определена судьбой, и казались невозможными любые обновления. Нервные клетки не восстанавливаются, и вы рождаетесь со всеми положенными вам клетками, которые никогда нельзя будет заменить.
ВСЕ СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ АКТИВНОСТИ МОЗГА ПОКАЗАЛИ ПОКА ТОЛЬКО ТО, ЧТО КАКАЯ-ТО ОДНА ЧАСТЬ МОЗГА РЕДКО ОТВЕЧАЕТ ЗА ОДНУ ФУНКЦИЮ.
Открытие «пластичности, зависящей от опыта», которая свойственна мозгу в течение всей жизни, привлекло внимание к важной роли окружающего мира. Жизнь, которую ведет человек, его профессиональная деятельность и любимый вид спорта – все это оказывает влияние на его мозг23. Никто больше не спрашивает, что формирует мозг: природа или воспитание. «Природа» мозга тесно переплетена с «воспитанием», изменяющим мозг, и обусловлена жизненным опытом человека.
