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

Соматосенсорную кору можно разделить на несколько зон, каждая из которых соответствует определенной части тела. После обучения значительная доля соматосенсорной коры занималась обработкой сигналов осязания от пальцев — причем именно тех, которые подвергались стимуляции. Поскольку в мозге взрослой особи не образуется новых нейронов (за исключением некоторых областей, например гиппокампа), размер коры остается неизменным и представляет собой ценное «недвижимое имущество». Зона, отведенная для кончиков пальцев, увеличивалась за счет соседних зон — подобно тому, как алчный землевладелец захватывает чужие участки, чтобы расширить свои границы. В данном случае увеличивался участок, выделенный для стимулируемых кончиков пальцев; это происходило за счет уменьшения участка для соседних (не стимулировавшихся) пальцев и даже за счет смещения границы между зоной руки и зоной лица. Таким образом, опыт, или использование определенных нейронных цепей, расширяет зону коры, отведенную под данную функцию, но за это приходится платить.

Такая стратегия компромисса, когда область коры, отвечающая за одну функцию, увеличивается за счет уменьшения другой, — это общий принцип, наблюдаемый в самых разных условиях. Подобно соматосенсорной коре, моторная кора организована в виде карты, где каждый участок отвечает за управление движением той или иной части тела. Исследователи обучали беличьих обезьян выполнять задания, при которых задействовались определенные группы мышц, и наблюдали за изменениями в соответствующих участках моторной коры. В задаче, где требовалась ловкость пальцев, обезьянам предлагали достать конфеты со вкусом банана из узкого отверстия. Другую группу обезьян учили поворачивать ключ в замке, что требовало движений предплечья и запястья. Повторяющиеся действия пальцев обезьян привели к увеличению зоны моторной коры, управляющей пальцами, причем увеличилась она за счет соседней зоны, отвечающей за предплечье. Аналогичным образом повторяющиеся движения руки при повороте ключа вызвали увеличение зоны коры для предплечья за счет зоны для пальцев[68]. Что касается устойчивости этих изменений, ее можно описать фразой «используй или потеряешь». После того как обезьяны переставали тренироваться, зоны моторной коры, отвечающие за разные части тела, возвращались к первоначальным размерам.

В случае с людьми определенные виды обучения также могут приводить к некоторым изменениям в организации соматосенсорной и моторной коры. У незрячих людей, освоивших азбуку Брайля, как и у обезьян из эксперимента с диском, наблюдаются заметные отличия в сенсомоторной области[69]. Зона коры для пальца, считывающего буквы, у них больше, чем зоны для других пальцев, и больше, чем зона для того же пальца у людей, не пользующихся шрифтом Брайля.

Моторная кора музыкантов также отличается от моторной коры других людей[70]. У тех, кто играет на струнных инструментах, таких как скрипка или гитара, очень хорошо развиты пальцы левой руки. От правой руки, которая держит смычок или ударяет по струнам, обычно не требуется такой ловкости. Интересно, что у этих музыкантов зона моторной коры для левой руки больше, чем у тех, кто не умеет играть на скрипке или гитаре. Для зоны моторной коры, ассоциированной с правой рукой, такой разницы не наблюдалось. Кроме того, у опытных музыкантов реорганизация моторной коры выражена более явно, чем у новичков. Но несмотря на наличие корреляции между опытом и масштабом изменений в мозге, эта корреляция не может расцениваться как строгое доказательство того, что занятия музыкой вызывают изменения в моторной коре. А что, если люди с увеличенной моторной зоной для левой руки просто лучше обучаются игре на струнных инструментах и поэтому с большей вероятностью продолжают играть?