Один день из жизни мозга. Нейробиология сознания от рассвета до заката - [25]
В коре головного мозга человека количество синапсов (контактов между нейронами) быстро растет в период внутриутробного развития и продолжает расти в течение короткого периода после рождения. После этого количество синапсов медленно уменьшается за очень длительный период времени, начиная примерно с шести месяцев идо подросткового возраста и достигая стабильного уровня в зрелости.[121] При сканировании мозга людей в возрасте от четырех до двадцати лет[122] было замечено, что кора увеличилась в объеме до десяти-одиннадцати лет у мальчиков и восьми-девяти лет у девочек, затем постепенно уменьшалась в результате синаптического «сокращения». В связи с этим мозг затем становится не таким безоговорочно открытым для новой информации, но более приспособленным для удовлетворения фактических потребностей человека.[123]
Существует два основных типа исследований с участием людей, раскрывающих поразительные способности мозга к пластичности. Первый тип – это изучение «снимков», подобно тому, что мы видели ранее на примере лондонских таксистов,[124] где профессионалы и эксперты, занятые в течение длительного периода в определенном типе деятельности, показывают заметные различия по сравнению с людьми, не сталкивающимися с выбранным типом деятельности так часто. Возьмем теперь математиков: долгое время, которое они проводят за вычислениями и работой с формулами, вызывает увеличение плотности клеток в области коры (теменной доли), которая участвует в вычислительных операциях и визуальной обработке. Так же и у музыкантов мозговые структуры могут заметно различаться по сравнению с немузыкантами. Сканы мозга профессиональных клавишников, любителей и немузыкантов выявили увеличение объема серого вещества в моторных, слуховых и зрительных центрах мозга. Более того, существует выраженная взаимосвязь между развитием соответствующих центров и интенсивностью практических занятий, из чего вытекает предположение, что эти анатомические изменения связаны с процессом самообучения, а не с врожденной предрасположенностью к музыке.[125]
Интенсивные занятия фортепиано, в частности, оказывают определенные эффекты в отдельных областях мозга и влияют на развитие нейронных связей (белое вещество) у людей всех возрастов – детей, подростков и взрослых. Как и следовало ожидать, имеющий наибольший потенциал к развитию детский мозг демонстрирует наивысший уровень пластичности. Совершенно очевидно, что определенные временные окна («критические периоды») играют роль в региональной пластичности некоторых областей центральной нервной системы.[126]
Учитывая широкое разнообразие навыков, таких как вождение такси, игра на музыкальных инструментах и математические изыскания, не кажется удивительным, что и другие, совершенно разнообразные виды деятельности также могут оставить свой след в мозге. Возьмем игру в гольф: в одном обзоре сканов мозга опытных и менее квалифицированных игроков в гольф, а также людей, никогда в него не игравших, значительные изменения в структуре серого вещества были обнаружены только у опытных игроков.[127] У баскетболистов тоже обнаруживаются признаки пластичности, коррелирующей с опытом, но на этот раз в области, известной как «автопилот» головного мозга – мозжечке, который отвечает за координацию сенсорно-моторных взаимодействий. И наиболее заметные изменения были выявлены лишь у профессиональных баскетболистов.[128]
А есть и другой подход к исследованию пластичности. Вместо того чтобы сравнивать сканы мозга экспертов и простых смертных, можно заняться протяженным во времени изучением одного и того же мозга. Такой эксперимент осуществляется с несколькими повторами в течение длительного периода времени, чтобы можно было наблюдать динамику. На сей раз участниками стали обычные люди без особых навыков в рассматриваемой области, но в ходе эксперимента они получали определенные знания и опыт. Так, оказалось, что изучение языка стимулирует пластичность, повышает плотность серого вещества мозга. Наблюдаемые изменения соответствуют уровню языковых навыков. Это еще раз доказывает, что любой процесс обучения отражается на структуре мозга.[129]
Но не только практическое обучение и физическая активность могут оказывать влияние на нейронные связи. Одно из самых интригующих исследований заключалось в том, что в течение всего пяти дней испытуемые по два часа разучивали простые упражнения для одной руки на пианино. Однако сканирование мозга показало, что области коры, ответственные за соответствующие мышцы рук, стали развиваться, а порог их активации снизился.[130] Эти результаты аналогичны результатам исследования, о котором говорилось ранее, но они позволяют нам продвинуться еще дальше. Самое удивительное, что такие изменения в мозге наблюдались даже при «воображаемой» практике, когда другой группе испытуемых было предложено лишь представить, что они играют на пианино, фактически не делая этого. Этот эксперимент свидетельствует о том, что не имеет смысла противопоставлять ментальное физическому. Подобная классическая дихотомия больше не работает и не поможет нам найти ответы на вопросы, касающиеся разума и сознания.
