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

Конечно, обе стратегии представляют собой крайности, но судьбы огромного количества новых нейронных связей заставляют нас относиться к опыту подростков не легкомысленно, а весьма серьезно. Это значит, что пребывание тинейджеров в школах с суровыми порядками, в лагерях беженцев или других подобных местах ограничивает их возможности, и последствия для нового поколения могут быть необратимыми. Это значит, что ролевая игра — необходимая тренировка перед началом трудовой жизни. Это значит, что для формирующегося мозга некоторые болезненные неудачи могут быть полезны[62]. Конечно, не следует отказываться от всех традиционных представлений о том, как и когда защищать подростков. Разумеется, не стоит предоставлять им неограниченный доступ к наркотикам и видеоиграм. Подростков действительно нужно направлять и поддерживать, но их живым, любознательным нейронам для формирования связей необходим опыт. И этот опыт, по всей видимости, влияет на развитие личности на протяжении жизни.

Как базовая структурная организация мозга меняется в процессе его работы Мелисса Лау, Холлис Клайн

НЕКОТОРЫЕ ВОСПОМИНАНИЯ ОСТАЮТСЯ С ВАМИ на всю жизнь — например, о том, как вы сидели на солнцепеке на церемонии вручения дипломов. Или о раздражающих звуках фортепьяно, когда вам было восемь. Или как вы впервые взяли на руки своего ребенка. Или как в ваш дом влетела летучая мышь. Каждое событие может оставить биологический след, потому что память формируется (по крайней мере, отчасти) посредством изменения связей между нейронами. Но как влияет на мозг многолетнее оттачивание какого-либо одного навыка? Как накапливаются эти постепенные изменения? Возможно ли увидеть значительные перемены в структурной организации мозга, вызванные повторяющимся опытом?

Лондонскому таксисту необходимо хорошо знать 25 тысяч улиц города и 20 тысяч ориентиров. Чтобы получить лицензию, водитель должен на экзамене проложить кратчайший маршрут между двумя точками этого хаотичного города. Даже после нескольких лет обучения не каждому удается сдать экзамен и стать таксистом. Ведет ли такое значительное развитие навыка навигации к видимым изменениям мозга? Сравнение мозга лондонских таксистов с мозгом других людей показало, что у первых увеличена задняя часть гиппокампа — области, участвующей в формировании пространственной памяти[63]. Но где здесь причина, а где следствие? Мозг меняется в результате упорных тренировок — или у людей с увеличенным гиппокампом просто больше шансов сдать экзамен и получить лицензию? Насколько индивидуальный опыт влияет — и влияет ли вообще — на формирование нашего мозга?

У птиц, как и у людей, гиппокамп используется для построения пространственных карт и формирования памяти. Но в отличие от таксистов, у некоторых видов птиц размеры этой области мозга подвержены сезонным колебаниям. Например, у черношапочных гаичек гиппокамп достигает максимального размера в октябре, когда эти птицы наиболее активно запасают пищу[64]. Они прячут еду в разных местах, чтобы съесть ее позже. Учитывая значительные сезонные изменения в объеме гиппокампа (в октябре он на 30 % больше, чем в августе!), логично было бы предположить, что эта область мозга увеличивается потому, что гаичкам нужно запоминать, где они спрятали еду.

Другие сезонные различия в поведении птиц тоже связывают с изменениями в мозге. У самцов некоторых видов меняется размер области мозга, которая называется верхним вокальным центром (HVC) и отвечает за пение[65]. Так, у самцов большой синицы, исполняющих сложные брачные и территориальные песни в период размножения, максимальный объем HVC наблюдается весной. В отличие от них, у буроголовых гаичек, которые поют круглый год, размер HVC не меняется от сезона к сезону[66]. Однако остается непонятным, что именно вызывает сезонные колебания в этих двух областях мозга. Подобные изменения могут быть спровоцированы факторами внешней среды (такими, как температура или продолжительность светового дня), чтобы животное подготовилось к сезонной активности и начало запасать пищу или петь. Или же определенные участки мозга увеличиваются в результате их интенсивного использования?

Чтобы ответить на этот вопрос, несколько групп исследователей начали обучать обезьян различным навыкам. Например, взрослых ночных обезьян учили прикасаться к вращающемуся диску[67]. Простое приспособление располагалось на расстоянии вытянутой руки, и, если обезьяна удерживала пальцы на диске, она получала вознаграждение — конфету со вкусом банана. Диск, похожий на музыкальную пластинку, но с выпуклостями на поверхности, обеспечивал непрерывный поток осязательных стимулов для пальцев обезьяны. Фиксируя активность мозга животного до и после обучения, ученые проверяли, вызывает ли регулярная стимуляция пальцев изменения в соматосенсорной коре — области мозга, которая отвечает за осязание. Заметные изменения появились уже через несколько месяцев.