Мозг маленького человечка при рождении весит около 350 грамм, это примерно треть массы мозга взрослого (1300–1400 грамм). Более точным параметром измерения мозга считается его объем, который у новорожденного примерно тридцать четыре кубических сантиметра, так же треть взрослого объема. Обычно у младенцев-мальчиков мозг крупнее, но это различие исчезает, потому что у мальчиков больше и масса тела при рождении. Площадь поверхности мозга составляет около 300 квадратных сантиметров, с учетом неровностей ландшафта из-за «упаковки» мозга в черепную коробку. При этом ландшафт мозга младенцев и взрослых обладает удивительным сходством6.
Когда младенец появляется на свет, его быстрый рост продолжается. Сначала скорость составляет примерно 1 % в день, через первые 3 месяца она постепенно замедляется до 0,5 % в день. Но к этому времени размер мозга увеличивается почти в два раза. Не весь мозг растет с одинаковой скоростью: самые быстрые изменения наблюдается в фундаментальных структурах, которые контролируют зрение и движение. За первые три месяца мозжечок, который управляет движениями, увеличивается вдвое, в отличие от гиппокампа, важнейшего звена в схеме памяти, который увеличивается только на 50 процентов (наверное, поэтому никто не помнит, как учился ходить)7.
К шести годам мозг ребенка вырастает почти до девяноста процентов размера мозга взрослого человека, в отличие от его тела, которому еще расти и расти. Рост серого вещества связан с огромным скачком в развитии дендритов, приемников входных сигналов нервных клеток, и с увеличением количества синапсов, или мест соединений отростков нервных клеток. В мозге малышей почти в два раза больше синаптических соединений, чем в мозге взрослых. Это объясняет энтузиазм развивающегося мозга к связям всего на свете8. А уже в детском и подростковом возрасте происходит постепенное «прореживание» нейронных связей, пока их количество не достигает уровня взрослого мозга.
Несмотря на быстрый рост, связи так же быстро и распадаются, «убирая» лишние. И наконец, после этого нейронные сети стабилизируются и покрываются миелином – белым жироподобным веществом, которое нарастает вокруг нервных волокон и повышает скорость передачи нервного импульса.
ЕЩЕ ДО РОЖДЕНИЯ В ЧЕЛОВЕЧЕСКОМ МОЗГЕ ОБРАЗУЕТСЯ 250 000 НЕРВНЫХ КЛЕТОК В МИНУТУ И 700 НОВЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ НИМИ В СЕКУНДУ.
Ранее считалось, что ошеломляющая скорость роста обусловлена исключительно образованием связей между нервными клетками. В отличие от всех других типов клеток нашего организма, нервные считались невосстановимыми. Раньше думали, что вы получаете полный набор связей с самого рождения, потом образуются синаптические связи, которые постепенно оптимизируются, а любая утрата клеток в результате несчастного случая или старения является невосполнимой и окончательной. Поэтому мозг считали жестко фиксированным органом: если все строительные блоки уже находятся на своем месте в момент рождения, то, возможно, на них как-то и воздействует окружающий мир, но большая часть свойств определяется тем, что мы уже имели до появления на свет. «Ограничения, установленные биологией» – эти слова часто приводились в пример во время обсуждения различий мозга.
Однако у новорожденных не просто такое же число нейронов, что и у взрослых. Известно, что общее количество нейронов в коре мозга младенца увеличивается почти на 30 % в первые три месяца его жизни9. Известно, что мы, взрослые, можем вырастить новые клетки мозга, и мы их выращиваем, хотя в намного меньшем объеме, чем в начале жизни10. Этот процесс называется нейрогенезом. Учитывая его значение для восстановления после болезни или травмы (или вообще в свете предстоящего старения), этот процесс интенсивно изучают11.
И все же основной рост мозга происходит за счет роста синаптических связей, особенно в первые два года жизни. Сначала образуются местные связи в пределах одной области, подобно сети улиц в небольшой деревне, а потом сети становятся более обширными и соединяют отдаленные структуры12. Окружность головы младенца увеличивается, в среднем на 14 сантиметров в первые два года жизни, что соответствует взрывообразному росту белого вещества13. Сначала созревают основные сенсорные и двигательные функции. Затем – нейронные сети областей, которые отвечают за когнитивные навыки более высокого уровня, и это занимает намного больше времени (процесс заканчивается только к совершеннолетию и имеет свои особенности в подростковом возрасте)14. Однако даже эта внешне примитивная система обрабатывает довольно сложную информацию, что приводит к проявлению неожиданно сложных видов поведения.