Наша сила и наша слабость
Нейропластичность дает человеку огромную силу. Благодаря тому, что наш мозг имеет способность меняться и учиться в самых разных условиях, мы расселились по всему земному шару — от ледяной Арктики до африканских пустынь. От вершин гор до глубин океанов. Люди живут повсюду. Такого ареала распространения нет ни у одного животного — больше ни один вид не смог приспособиться к столь разным условиям. Как нам это удалось? Благодаря удивительной способности изменять мозг, а тем самым и ответные реакции на различные события, людям процесс приспособления дался куда лучше, чем другим видам. С точки зрения генетики дети всей планеты обладают примерно одинаковыми способностями. Однако они могут выучить совершенно не похожие друг на друга языки — например, норвежский и китайский — и вырасти в умных, сообразительных взрослых в столь различных условиях, как австралийский буш и небоскребы Манхэттена. Хотя мы рождаемся очень схожими, в конце жизни мы становимся очень разными и каждый из нас умеет справляться с самыми разными ситуациями — просто потому, что наш мозг создан для того, чтобы меняться.
Но одновременно с тем в нейропластичности заключается и наша слабость. Раз мозг создан для того, чтобы меняться, он будет меняться и в не слишком благоприятных условиях. Трудное детство, недостаток ухода или тяжелые, травмирующие события — все это отрицательно сказывается на работе мозга. Повреждения могут остаться с человеком до самого конца, создавая проблемы и негативно влияя на качество жизни. Поэтому нейропластичность, то есть свойство мозга меняться, как физиологическое явление нельзя считать ни положительным, ни отрицательным. Это лишь основополагающее и нейтральное нейробиологическое свойство человеческого мозга. Мы меняемся в ответ на воздействие окружающей среды независимо от того, хотим мы этого или нет, в хороших условиях мы живем или в неблагоприятных.
Мозг меняется всю жизнь
Сильнее всего мозг человека меняется в первые годы жизни. И это весьма разумно. В этот период у нас есть особая потребность впитать как можно больше знаний за минимальный срок. Дети дошкольного возраста способны в день выучить 10–15 новых слов — в дополнение ко всему прочему, что им необходимо усвоить в этом возрасте. Это было бы невозможно, если бы мозг не приспособился к быстрым и точным изменениям, в том числе к запоминанию звуковой информации.
Но мозг способен меняться не только в детстве. Изменениям способствует все, что мы выучиваем за жизнь. Хотя с годами мозг становится более жестким — и в прямом, и в переносном смысле этого слова — он все-таки сохраняет свою способность к нейропластическим изменениям. Но в зрелом возрасте процесс обучения идет медленнее. Мозгу требуется больше повторений и больше времени. В зрелом возрасте продолжает работать и принцип, когда мозг интерпретирует все, что нам доводится пережить. Когда мы ложимся спать, мозг всегда немножко не такой, каким был утром, когда мы проснулись.
Что происходит в мозге, когда мы учимся?
Как уже говорилось во вступлении, в человеческом мозге примерно 80 миллиардов нервных клеток (нейронов). Чтобы мозг выполнял все свои бесчисленные функции, эти нейроны образуют сети, благодаря которым информация быстро распределяется по разным частям мозга и извлекается оттуда. Каждый нейрон способен образовать связи примерно с 60 000 других нейронов. В среднем таких связей минимум 6000, иногда это количество доходит до 10 000. Задачи, которые выполняет нейрон, зависят от того, с какими нейронами он образует связи, то есть к какому типу нейронов принадлежит. То, насколько хорошо человек справится с конкретной задачей (например, запомнить и воспроизвести отрывок музыкального произведения), зависит от количества нейронов, выполняющих задачу, от того, какие это нейроны, в какой части мозга они находятся, сколько связей образуют и насколько крепки и эффективны эти связи. Когда мы учимся, мы способны постепенно менять эти условия — это и есть нейропластичность. Рассмотрим эту тему подробнее.
Новые клетки мозга
Раньше считалось, что с момента рождения человека в его мозге не образуется новых клеток. Однако согласно результатам последних исследований новые мозговые клетки появляются у нас в течение всей жизни. В основном это происходит в двух зонах: вокруг естественных полостей, которые называются желудочками, и в гиппокампе — как мы уже говорили, он важен для обучения и запоминания. Эти клетки могут переходить в близлежащие отделы мозга, и, вероятно, именно они важны в том числе и для нашей способности учиться на протяжении всей жизни, и для мозговых изменений.
Новые связи
Связи между нервными клетками называются синапсами. Каждая из клеток, как уже было сказано, в среднем образует от 6000 до 10 000 таких связей. Благодаря непрерывной коммуникации, которая осуществляется с помощью синапсов, все наши 80 миллиардов нервных клеток работают как единое целое.
В начале жизни, особенно в первые годы, синапсы образуются с поразительной скоростью. В некоторых областях их становится даже больше, чем нужно. В целом это разумно, ведь ребенок за короткое время должен усвоить огромное количество информации. Когда между клетками мозга уже образовано достаточное количество связей, процесс обучения ускоряется. Используемые связи укрепляются, а те, что не нужны, ослабевают или исчезают. Этот процесс называется прунинг, его можно сравнить с обрезкой куста роз или плодового дерева: если убрать лишние ветви, на оставшихся будет больше цветов и плодов.
Если условия жизни стимулируют работу мозга ребенка, то, став взрослым, он получит большие преимущества — его мозг будет прекрасно функционировать. Все потому, что благодаря стимуляции между клетками мозга образуется больше связей. Эксперименты на крысах показали, что в условиях, стимулирующих развитие, их мозг создает на 25 % больше связей между клетками, чем образуется у крыс в обычных условиях. Есть причины считать, что подобным образом действует и мозг человека. А чем больше связей между клетками, тем сложнее строение мозга — и тем лучше человек подготовлен к борьбе с его возможным заболеванием или травмой. Вероятно, это объясняет, почему люди с высшим образованием (а также, как мы увидим позже, те, кто занимается музыкой) меньше подвержены риску возникновения деменции, чем остальные. И не потому, что такие люди в принципе реже страдают этим заболеванием, а потому, что у них симптомы заболевания проявляются гораздо позже. Следовательно, они чаще умирают от других причин (например, от старости) еще до проявления первых симптомов деменции.
Хотя мы учимся в течение всей жизни, определенные качества можно как следует развить лишь в детстве, но не во взрослом состоянии. В качестве примера можно привести абсолютный слух: он зависит от двух факторов — генетической предрасположенности (которая есть далеко не у всех), а также занятий музыкой и тренировки слуха в раннем детстве. Без последнего абсолютного слуха не было бы ни у кого. По всей видимости, дело в том, что связи между клетками, отвечающими за абсолютный слух и расположенными в зоне под названием «темпоральная плоскость» (planum temporale) в теменной доле, исчезают еще в детстве, если их не использовать.
