Мозговой трест. 39 ведущих нейробиологов – о том, что мы знаем и чего не знаем о мозге

У вашего двенадцатилетнего ребенка не только растут волосы на теле, но и формируются новые нейронные связи Линда Уилбрехт

УСЛЫШАВ СЛОВА «МОЗГ ПОДРОСТКА», многие понимающе усмехаются. Люди, утверждающие, что ничего не знают о мозге, могут прочесть целую лекцию о «мозге подростка». Этот мозг необуздан, безумен и бурлит гормонами. Его лобные доли еще не сформировались или только-только «подключаются». Подростки неуправляемы. У них нет тормозов. Но мы, нейробиологи, должны проявлять осторожность и следить за тем, чтобы это представление о подростках, характерное для поп-культуры, не искажало наши знания о них. Что на самом деле происходит в мозге ребенка в подростковом возрасте? Если вы присмотритесь к тому, что вытворяют его нейроны, то, возможно, измените свой подход к воспитанию — или, по крайней мере, перестанете закатывать глаза при упоминании о подростках.

Понаблюдав за мозгом подростка с помощью сканирующего устройства, можно заметить, что он отличается от мозга ребенка и мозга взрослого. Главные отличия — в локализации и уровне нервной активности[46]. В подростковом возрасте количество серого вещества уменьшается, а белого — увеличивается[47]. Этот процесс может завершиться только к 25 годам, когда созреют лобные доли коры, отвечающие за самоконтроль, планирование и предвидение последствий своих действий, и мозг будет выглядеть как мозг взрослого человека[48]. Незрелость лобных долей коры головного мозга проявляется практически во всех проблемах, связанных с подростками: это долгое сидение за компьютером, употребление наркотиков, протестное поведение, повышенная сексуальная активность[49]. Именно незрелостью лобных долей объясняют дурные поступки тинейджеров, и ее же используют как аргумент, почему подросткам нужно запретить доступ к опасным вещам.

Велико искушение сосредоточиться на негативных сторонах и относиться к состоянию подростка как к временному помешательству, обусловленному биологией, или как к состоянию, сравнимому с последствиями фронтальной лоботомии[50]. Но если вы понаблюдаете за тем, что происходит внутри мозга, то, возможно, преисполнитесь гордости — как бабушка, которая смотрит на внука. Там нет ничего общего с лоботомией, никакой черной дыры на месте лобных долей. В мозге подростка есть только нейроны, и то, чем они заняты, выглядит чрезвычайно творческим, разумным и полезным процессом.

В последние два десятилетия благодаря новой технологии визуализации мы можем наблюдать за тем, что происходит с отдельными нейронами в живых организмах мышей и других лабораторных животных[51]. Раньше мы могли судить о деятельности нейронов лишь по посмертным снимкам тканей людей и животных разного возраста. Примерно с 2000 года у нас есть возможность использовать лазерные сканирующие микроскопы, чтобы следить за нейронами в мозге мыши — как они растут, как выглядят до и после приобретения нового опыта. В плане получения знаний о внешнем виде и работе нейронов это можно сравнить с переходом от одной черно-белой фотографии к многочасовому видео.

Теперь мы видим, что нейроны в лобных долях детей и подростков заняты исследованиями. Они стремятся узнать о мире все, что только можно, и такая жажда знаний связана в основном с их потенциальными связями с другими нейронами мозга[52].

Нейроны похожи на ветвистые деревья и кусты. Еще до достижения ребенком подросткового возраста нейроны уже полностью вырастают, а их ветви и корни образуют густые заросли. В случае с лабораторными животными, например мышами, мы можем подсветить один нейрон в этих зарослях, а затем фотографировать или снимать на видео его развитие. Мы увидели, что к концу периода детства и в подростковом возрасте происходят многочисленные изменения в крошечных отростках, которые называются дендритными шипиками (см. рис. 5). По фотографиям неживой ткани мы видим, что количество этих дендритных шипиков уменьшается, когда лабораторные животные (и люди) достигают подросткового возраста[53]. Но наблюдения за живым нейроном показывают, что эти шипики непрерывно растут, вытягиваются и втягиваются, исследуя выросты других нейронов[54]. Передача информации между нейронами происходит тогда, когда шипик прочно связывается с выростом другого нейрона, образуя синаптическое соединение. Впоследствии это соединение может быть разорвано — когда шипик втянется в ответвление дендрита, от которого он отходит.

РИС. 5. Кадры интервальной съемки новых шипиков, появившихся за день у мыши-подростка. Стрелки указывают на шипик, который исчез после первого дня, и новые шипики, которые появились между первым и вторым днем. Масштабная метка = 5 микрон.

Фото: Джосия Бойвин (лаборатория Уилбрехт)