Читать книгу Мой продуктивный мозг: Как я проверила на себе лучшие методики саморазвития и что из этого вышло - Кэролайн Уилльямс - Страница 5

Я по-настоящему, искренне хотела получить от своего мозга максимум, и такая неопределенность буквально во всем сбивала с толку и, конечно же, расстраивала. Но ничего не поделаешь, и оставалось только все глубже погружаться в нейропластичность, пытаясь в ней разобраться.

Спешу порадовать: неважно, верите ли вы в эффективность тренирующих мозг игр и книг по самопомощи, не их авторы придумали нейропластичность. Одно можно сказать наверняка: если прямо сейчас в вашем мозге не работает нейропластичность, вы, вероятно, мертвы. Разночтения возникают только при попытках выяснить, что именно имеется в виду под словами «способствует нейропластичности» или «перезаряжает мозг».

Что нам действительно известно (потому что ученые уже проводили подобные эксперименты на мышах): если бы вы прямо сейчас могли посмотреть на свой мозг через микроскоп, вы бы увидели, как из ветвей ваших нейронов вырастают малюсенькие отростки, исследуют все вокруг, будто щупальца любопытного осьминога, – и в итоге соединяются с соседними клетками или втягиваются обратно.

Этот процесс происходит постоянно, и, хотя такое отращивание и втягивание могут на первый взгляд показаться расточительными, благодаря им мозг постоянно готов, если понадобится, устанавливать новые соединения. По крайней мере, у взрослых бóльшую часть времени ничего особенного не происходит: день за днем в голове крутятся шестеренки, то тут построится парочка новых соединений, то там разрушится, но настоящих глобальных изменений не происходит. И только когда случается что-то достойное запоминания или когда вы стараетесь чему-то научиться, количество новых соединений превышает количество старых – и тогда мозг начинает изменяться.

Этот аргумент вам приведет любой сторонник теории, что мозг возможно изменить. Если этот кто-то действительно захочет убедить вас в верности своей точки зрения, он наверняка процитирует Дональда Хебба, канадского нейробиолога, который еще в 1949 году вывел формулу «нейроны, которые вместе загораются, – вместе сплетаются». (Правда, на самом деле сказал он следующее: «Когда аксон клетки А находится достаточно близко к клетке В, чтобы возбудить ее, и неоднократно и настойчиво ее зажигает, в одной или обеих клетках начинается некоторый процесс роста или метаболических изменений, вследствие которого эффективность клетки А в возбуждении клетки В увеличивается»{12}. Авторство укороченной версии высказывания принадлежит Карле Шатц из Стэнфордского университета.)

То, что мозг способен изменяться, доказывают и с другой стороны – через исследование снимков мозга. Эксперименты показали, что, если волонтер обучался новому навыку, его мозг менялся физически: на снимках увеличивалась область мозга, в которой навык должен был закрепиться. Лучше всего, пожалуй, известно исследование Элеанор Магуайер, проведенное среди лондонских таксистов. За последнее десятилетие она сумела доказать, что задняя часть гиппокампа, ответственная за пространственную память, увеличилась у таксистов, которые потратили много времени на запоминание города – чтобы пройти тест «Знание», который проверяет, насколько им известны 320 маршрутов, 250 000 улиц и 20 000 ориентиров центральной части города.

На то, чтобы пройти «Знание», уходит от двух до четырех лет, тест действительно адски сложный. Магуайер выяснила: чтобы справиться с этой задачей, мозгу приходится вкладывать больше ресурсов в пространственную память, выращивая дополнительное серое вещество в гиппокампе. И так как места в этой, и без того переполненной, части мозга не особенно много, потесниться и уменьшиться пришлось соседнему переднему гиппокампу. Именно этим, как предположили исследователи, было обусловлено ухудшение результатов водителей в заданиях на зрительную память.

Есть и другие примеры того, как растут и уменьшаются отделы мозга в ответ на обучение. Например, исследования показали, что области, связанные с мелкой моторикой и обработкой звука, у музыкантов значительно больше, чем у обычных людей. И объем этих изменений соответствует количеству времени, потраченному на занятия. Это доказывает, что решающее значение в развитии мозга имеет практика, а вовсе не врожденные преимущества. Причем практика не обязательно должна быть длительной. Так, размер областей мозга, отвечающих за обработку информации о быстро двигающихся объектах, увеличивался у новичков-жонглеров всего через несколько недель занятий.

Все эти исследования широко известны, их проводили уважаемые ученые, которые знают свое дело и не пытаются ничего продать. Но когда кто-то пытается объединить слова Хебба с результатами этих исследований и притворяется, будто понимает, что все это значит, – нужно держать ухо востро. До сих пор у ученых не было возможности непосредственно наблюдать процесс одновременного возбуждения и сплетения нейронов и роста отдельных областей на снимках мозга живого человека. То есть мы не знаем наверняка, связано ли увеличение объема мозга, заметное на сканировании, с ростом новых клеток и нейронных соединений – или же с чем-то еще, например с ростом кровеносных сосудов для обслуживания самых деятельных участков мозга. В общем, зная все это, труднее глотать наживку и верить лозунгам наподобие «перезаряди мозг».

Все стало слишком сложным, и я позвонила Хайди Йохансен-Берг, профессору когнитивной нейробиологии и руководителю центра функциональной нейровизуализации Оксфордского университета. За последние годы мы уже несколько раз обсуждали темы, на которые я писала. Она не производит впечатление человека, склонного преувеличивать, и потому, на мой взгляд, сможет отделить правду от лжи и сказать, как действительно обстоят дела. По телефону я попросила ее уточнить, что в отношении нейропластичности известно наверняка – и она согласилась, хотя уже довольно долго я, можно сказать, преследовала ее с просьбами прокомментировать то один вопрос, то другой.

И профессор Йохансен-Берг сказала: весьма маловероятно, чтобы новые соединения – те самые, которые «вместе загораются, вместе соединяются», – были ответственны за увеличение отделов мозга на снимках: «Конечно, мысль о том, что в процессе обучения в мозге что-то изменяется, очень привлекательна, – но на самом деле эти соединения нейронов настолько крошечные, что увеличение их количества вряд ли возможно заметить на МРТ».

Но если из серого вещества выделяются не новые соединения, то что же? Йохансен-Берг заинтересовал тот же вопрос; она погрузилась в исследования, уже проводившиеся в этой области, и написала обзорную статью в журнал Nature Neuroscience{13}. Обзор текущих исследований показал: в изменениях мозга задействованы разные процессы; и на данный момент нельзя сказать, какие именно из них стоят за возникновением новых образований на снимках мозга, – возможно, правильнее говорить о сочетании этих процессов. Короче говоря, на ее взгляд, популярная идея «перезарядки мозга» может основываться на любом из перечисленных ниже процессов или их сочетании.

Больше нейронов

В некоторых частях мозга, в том числе в гиппокампе, новые нейроны создаются для обеспечения нужд мозга во время обучения и запоминания. Так что нейрогенез (процесс рождения нейронов) по крайней мере частично ответственен за изменения в головах лондонских таксистов. Однако нейрогенез регистрировался только в нескольких специфических областях мозга, поэтому им нельзя объяснить все отличия на снимках МРТ «до» и «после».

Больше «клея»

Нейроны – те самые «нервные клетки», переносящие волшебные электрические импульсы, из которых (каким-то образом) появляются наши мысли, желания и воспоминания. Но серое вещество состоит не только из нейронов. О точном соотношении его компонентов до сих пор ведутся споры, однако известно, что клеток так называемой глии в мозге как минимум столько же, сколько и нейронов, если не больше.

Глия – по-гречески клей. Эти клетки получили такое название, потому что из них формируется липкая система укреплений, поддерживающая нейроны на нужных местах. Долгое время считалось, что это и есть единственная функция нейроглии. Но недавно появились данные, позволяющие предположить, что в обучении она тоже участвует.

Особый интерес исследователей вызвали так называемые астроциты, один из типов глиальных клеток. Именно их увеличение зафиксировали ученые в исследованиях на животных, где зверей сначала обучали чему-то, а потом препарировали их мозг, чтобы понять, что изменилось. То же самое, вероятно, происходит и в мозге человека. «И это можно было бы увидеть на снимках мозга», – подтверждает Йохансен-Берг.

Возможно, когда мы учимся, именно астроциты заботятся об обслуживании определенных нервных соединений, помогая нам лучше справляться с умственным трудом. А может, между астроцитами и процессом мышления есть и более прямая связь. Но пока этого никто не знает точно. Как бы то ни было, астроциты безусловно важны для мышления, а астроциты человека справляются со своей работой особенно хорошо. В 2013 году группа ученых поместила человеческие астроциты в мозг мышей, чтобы узнать, повлияет ли это на их навыки ориентирования в пространстве. В результате по сравнению с контрольной группой грызунов, у которой были только свои астроциты, эти мыши стали намного лучше ориентироваться в лабиринте и запоминать, где спрятаны какие объекты{14}.

Еще больше интригуют результаты исследования мозга Эйнштейна: оказывается, в отделах мозга, связанных с абстрактным мышлением, астроцитов у него оказалось даже больше, чем можно было бы ожидать. Так что, пусть астроциты и не могут, как нейроны, молниеносно передавать сигналы, они наверняка сильно влияют на нашу способность думать. Или, как сформулировала Йохансен-Берг с типичной для нее склонностью к преуменьшению: «Все сильнее ощущение, что в изучении астроцитов мы пропустили что-то важное».

Больше труб

Исследования показывают, что, пока астроциты заняты своими важными делами, кровеносные сосуды, связывающие их с нейронами, тоже прирастают новыми ответвлениями. Для наиболее напряженно работающих отделов мозга больше крови означает больше энергии, кислорода и всего того, что нужно активным клеткам для продуктивной работы. Конечно, объяснять изменения в мозге ростом кровеносных сосудов, а не нейронов не особенно интересно. Однако именно кровеносные сосуды составляют около 5 % серого вещества, так что, если они начинают разрастаться, это вполне может стать заметным на снимке мозга. В таком случае то, что обычно продается под лозунгом «замены проводки» и «перезарядки» мозга, было бы правильнее назвать заменой водопровода.

Больше проводов

Перезарядка с «обновлением проводки», впрочем, действительно происходит каждый раз, когда мы учимся чему-то новому. Возникновение новых веретенообразных ответвлений между соседними нейронами безусловно вносит свой вклад в рост областей мозга. Например, проведенные еще в 1990-х исследования показали, что у людей, которые в течение жизни учились больше, было больше дендритных структур – маленьких локализованных соединений между соседними нейронами.

Правда, «проводкой» мозга правильнее было бы называть белое вещество – длинные кабели, протянутые между разными отделами мозга, которые могут располагаться на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга. Почти все мыслительные процессы задействуют несколько отделов мозга, поэтому качество соединений между ними и скорость проведения электричества по длинным «проводам» могут существенно повлиять на способность мозга к переработке информации. Надо думать, что за всеми вредными привычками вроде переедания и страсти к азартным играм тоже скрываются такие соединения, только для нас – неполезные.

Белое вещество называется белым из-за особого жирового (миелинового) покрытия нейронных аксонов, которое изолирует их и позволяет удесятерить скорость прохождения по ним электрических сигналов. Когда мы повторяем мысли или поведение, по определенным проводам проходит больше электричества, и мозг получает стимул модернизировать обычные соединения, превратив их в супербыстрые. Если вам интересны подробности, то вот как это работает: электрическая активность стимулирует выделение глутамата, который привлекает особые глиальные клетки – олигодендроциты. Эти клетки по спирали создают из клеточной мембраны нейронов жировую изоляцию. Увеличение активности определенного соединения может также привести к обновлению проводки мозга – сами соединения становятся длиннее, толще и плотнее.

Когда аксон нейрона покрывается миелиновой оболочкой, образовывается отдельный слой изоляции, препятствующий разветвлению, – это защищает постоянно используемые магистрали от поломок и возникновения лишних ответвлений. Кстати, это еще один вариант объяснения, почему от вредных привычек так сложно избавиться.

Этот механизм может оказаться серьезным препятствием на пути изменения мозга. Если соединения, которые я хочу исправить, существуют достаточно давно и уже хорошенько укреплены толстым миелиновым слоем, возможно ли будет их изменить? Усложняет дело еще и то, что эти провода не просто случайно извиваются в пространстве мозга, возникая и пропадая за долю секунды. Они формируют толстые нервные пучки, благодаря которым плотно держатся вместе и проводят импульсы в нужном направлении (рис. 2). Только представьте, сколько усилий придется приложить, чтобы распутать такие сложные связи и уж тем более – что-то улучшить! Миссия кажется невыполнимой.

Хайди Йохансен-Берг, однако, говорит, что в принципе возможно добавить новые пути соединения разных отделов мозга к уже существующим длинным проводам: «Доказательств тому пока немного, но они есть». В одном исследовании 2006 года макак научили использовать грабли, чтобы придвигать к себе еду, после чего у них появились новые соединения между зрительными отделами мозга и областями, ответственными за представление о расположении их конечностей в пространстве{15}. Правда, ученые, проводившие исследование, не утверждали, что эти новые волокна присоединились к уже существующим пучкам. Как раз наоборот: они считают, что новая ветвь, скорее всего, проросла из другого близлежащего соединения.

Возможно, менее радикальным решением для мозга было бы улучшить уже построенные соединения, – не заменить проводку, а усовершенствовать ее использование. Нейробиологи различают изменения структурные, происходящие с самой системой на физическом уровне, и функциональные, относящиеся к использованию той или иной структуры на химическом или электронном уровне и к силе соединения в синапсе между двумя нейронами. И те и другие метаморфозы могут серьезно повлиять на работу мозга в реальном мире. Кроме того, структурные изменения могут привести к функциональным – и наоборот.

В общем, можно сказать, что нейропластичность – явление удивительное и сложное, и даже специалисты пока точно не знают, что происходит в наших головах, когда мы узнаем что-то новое. Есть серьезные основания утверждать, что нейропластичность действительно существует, ее не выдумали бессовестные маркетологи. Но теперь, если кто-то попытается убедить вас, что можно сделать то-то и то-то, ваши нейроны «вместе загорятся, вместе сплетутся» и – вуаля! – ваш мозг тут же станет лучше, – теперь вы знаете, что он не честнее рекламных баннеров, которые обещают избавить от жира на животе, «если вы всего раз в день будете…».

Честно сказать, узнав все это, я приуныла. Как же я пойму, меняется ли мой мозг, если даже в ведущих исследовательских лабораториях до сих пор не придумали, как увидеть это в реальном времени? И если я не решусь заменить часть черепной кости на стекло с прикрепленным к нему микроскопом, я вряд ли смогу узнать, что именно происходит в моей голове. С другой стороны, если я почувствую перемены, а ученые обнаружат что-то с помощью альтернативных методов – сравнив снимки МРТ до и после или зафиксировав изменения электрической активности мозга, – логично предположить, что это будет следствием изменений на физическом уровне. Просто я не смогу положа руку на сердце сказать вам, что конкретно произошло. Звучит как отговорка, хотя это не так: точно измерить изменения не сможет никто, а если кто-то говорит, что сможет, – он в лучшем случае преувеличивает.