Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга

Удивительная особенность коры головного мозга в критический период заключается в том, что она настолько пластична, что может меняться просто под воздействием нового стимула. Такая чувствительность позволяет младенцам и очень маленьким детям в сенситивный период развития языковых навыков без труда учиться новым звукам и словам, всего лишь слушая разговоры родителей. По окончании критического периода дети старшего возраста и взрослые, конечно же, могут учить языки, но теперь им приходится прикладывать усилия для концентрации внимания.

Для Мерцениха различие между пластичностью мозга в сенситивный период и пластичностью мозга взрослого человека заключается в том, что в критический период карты мозга могут быть изменены за счет простого воздействия со стороны внешнего мира благодаря тому, что «механизм обучения постоянно включен».

Постоянное пребывание этого «механизма» во включенном состоянии имеет важный биологический смысл, поскольку дети не знают, что именно для их дальнейшей жизни будет важно, а что нет, поэтому усваивают все. Обращать особое (произвольное) внимание способен только мозг, для которого уже характерна определенная организованность.

Исследования Риты Леви-Монтальчини

Следующую подсказку, необходимую для понимания аутизма, Мерцених нашел в исследованиях молодой еврейской женщины Риты Леви-Монтальчини. Их Рита тайно проводила в фашистской Италии еще во время Второй мировой войны.

Леви-Монтальчини родилась в 1909 году в Турине и там же окончила медицинскую школу. В 1938 году, когда правительство Муссолини запретило евреям заниматься медицинской практикой и научными исследованиями, она бежала в Брюссель для продолжения своей работы. Когда и над Бельгией нависла опасность немецкой оккупации, Рита вернулась в Турин и построила в своей спальне секретную лабораторию, в которой занималась изучением формирования нервов, отливая микрохирургические инструменты из швейных игл. В 1940 году союзники начали бомбить Турин, и она бежала в Пьемонт. Однажды во время переезда в маленькую деревню на севере Италии Рита Леви-Монтальчини сидела на полу вагона для перевозки скота, переделанного в пассажирский вагон, и читала научную работу Виктора Гамбургера (он одним из первых начал изучение развития нейронов, используя для этого зародыши цыплят). Рита решила повторить и расширить его эксперименты, воспользовавшись для своей работы столом в горной хижине и яйцами от местного фермера. После завершения каждого эксперимента она съедала эти яйца.

Война окончилась, и Гамбургер предложил Леви-Монтальчини присоединиться к нему и его коллегам из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Они выяснили, что нервные волокна цыплят растут быстрее в присутствии клеток опухоли мышей. Леви-Монтальчини предположила существование в раковых клетках вещества, стимулирующего рост нервной ткани. Вместе с биохимиком Стенли Коэном она выделила соответствующий белок и назвала его фактором роста нервов, или NGF. За проделанную ими работу Леви-Монтальчини и Коэн получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1986 года.

BDNF — волшебный эликсир мозга

Исследования Леви-Монтальчини привели к открытию целого ряда подобных факторов роста нервов, один из которых привлек внимание Мерцениха. Это был нейротрофический фактор мозга, или BDNF.

BDNF играет важную роль в подкреплении изменений, происходящих в мозге в критический период. По утверждению Мерцениха, это происходит четырьмя разными способами.

Когда мы выполняем какое-либо действие, требующее одновременной активации определенных нейронов, они выделяют BDNF. Этот фактор роста укрепляет связи между данными нейронами и помогает соединять их вместе, чтобы обеспечить их совместную активацию в будущем. BDNF также способствует росту тонкой жировой оболочки вокруг каждого нейрона, которая ускоряет передачу электрических сигналов.