Семь с половиной уроков о мозге - [11]

За эти связанные друг с другом важные группы нервных клеток, дающие нам возможность экономно расходовать энергию, следует сказать спасибо естественному отбору. Ученые полагают, что в ходе эволюции нейроны организовались в сеть, потому что она была мощной и быстрой, но при этом была достаточно мала, чтобы поместиться в черепе.

«Сеть» в нашем мозге не пребывает все время в одном и том же состоянии. И некоторые из изменений происходят очень быстро. Локально нейроны взаимодействуют с помощью химических веществ, которыми наша «проводка» постоянно «омывается». Их называют нейротрансмиттерами[34]. К ним относятся глутамат, серотонин, дофамин и другие соединения, под влиянием которых передача сигналов через синапсы иногда становится легкой и быстрой, а иногда замедляется. Эти вещества похожи на разных сотрудников аэропорта, занимающихся бронированием и продажей билетов, или досмотром багажа и ручной клади, или наземным обслуживанием пассажиров. Эти работники способны как ускорить, так и замедлить поток людей, но без них никакие перелеты были бы невозможны. Несмотря на то что чисто физически строение нашего мозга кажется неизменным, все описанные выше изменения в его «проводке» происходят ежесекундно и стремительно. К тому же некоторые из веществ, такие как серотонин и дофамин, время от времени воздействуют на другие нейротрансмиттеры, усиливая или ослабляя их эффект. Так работают соединения, которые носят название «нейромодуляторы». Они как погода, влияющая на авиасообщение. Когда день ясный, самолеты летают без проблем, а в ненастье либо рейс откладывается, либо приходится менять маршрут полета. Нейромодуляторы и нейромедиаторы, взаимодействуя, позволяют единой нейронной сети нашего мозга управлять триллионами процессов.

В нашей «проводке» происходят и другие, более медленные изменения. Например, как в аэропортах строят новые терминалы или приводят в порядок старые, так и в мозгу постоянно что-то обновляется и совершенствуется. Одни нейроны отмирают, другие появляются. Количество связей то увеличивается, то уменьшается. Если группа нервных клеток передает сигнал совместно, связи становятся сильнее, в остальных же случаях они остаются слабыми. Ученые называют такие изменения пластичностью. Мозг меняется на протяжении всей жизни. Каждый раз, когда происходит что-то новое — например, вы знакомитесь с человеком и запоминаете его имя или смотрите телевизор и узнаете какой-то интересный факт, — эта информация «зашифровывается» и попадает в «проводку», чтобы позже вы могли вспомнить эти данные. Со временем под влиянием новой информации может меняться и сама «проводка».

Сеть нейронов развивается и в других аспектах. Сигналы не все время передаются между одними и теми же нервными клетками, поэтому любой нейрон может выполнять разные функции. Так, наша способность видеть настолько тесно связана с «затылочной корой», что ее принято называть зрительной корой[35]; тем не менее нейроны этой области мозга участвуют в передаче информации, получаемой также при помощи слуха и осязания. Если человеку с хорошим зрением завязать глаза[36] и в течение нескольких дней учить его пользоваться таблицей Брайля, то через некоторое время нейроны в зрительной коре испытуемого будут всё активнее вовлекаться в передачу импульсов, связанных с осязанием. Но стоит снять повязку с глаз — и этот эффект исчезнет уже через сутки. Аналогично, если ребенок рождается с катарактой[37], которая не позволяет его мозгу получать визуальную информацию, нейроны в его зрительной коре начинают передавать сигналы, воспринимаемые другими органами чувств.

Некоторые из нервных клеток связаны между собой и изначально выполняют сразу несколько задач. Давайте рассмотрим, например, одну из составляющих префронтальной коры — дорсомедиальную префронтальную кору. Она постоянно контролирует наш биологический бюджет и при этом регулярно влияет на память, возникновение эмоций, восприятие, принятие решений, ощущение боли, формирование суждений на темы морали, воображение, язык, эмпатию и т. п.

В целом нет такого нейрона, который всегда выполнял бы лишь какую-то одну функцию. Просто для решения конкретной задачи одни нервные клетки могут задействоваться с большей долей вероятности, чем другие. Даже когда ученые дают той или иной области мозга название, обозначая ее способность участвовать в определенном процессе — например «зрительная кора» или «языковая сеть», — это скорее свидетельствует о том, что в момент, когда было придумано название, ученых интересовал именно вопрос зрения или способности говорить, а не о том, что у данной области мозга лишь одна конкретная функция. Я не имею в виду, что каждый нейрон может решать любую задачу. Но каждый способен выполнять по крайней мере больше одной, так же как любой аэропорт обладает ресурсами и для запуска двигателей самолетов, и для продажи билетов, и для того, чтобы предложить нам паршивую еду.

Есть и еще одна любопытная особенность: достижение одной и той же цели могут обеспечивать разные группы нервных клеток. Попробуйте прямо сейчас потянуться рукой к чему-нибудь, что находится прямо перед вами, например к телефону или шоколадному батончику. Теперь верните руку в прежнее положение, а затем опять потянитесь к тому же предмету. Даже такое простое движение, если его повторить несколько раз, каждый раз будет выполняться при помощи разных скоплений нейронов. Этот феномен называется «