1. Интеллект каменного века


...

Пластичность мозга

Недавние открытия нейрофизиологов пополнили наши познания о мозге. Оказалось, что наш мозг обладает пластичностью8. Так называется недавно обнаруженная способность мозга менять свою структуру и функции, в частности расширяя или усиливая используемые участки и сжимая или ослабляя те, которые используются редко. Простой пример: прочитав эту книгу, вы уже никогда не будете тем, кем были прежде. И вовсе не потому, что содержание самой книги произведет на вас столь сильное впечатление. А просто потому, что любые новые знания и опыт меняют наше сознание. Невозможно дважды войти в одну и ту же реку.


8 Феномен пластичности мозга описан в следующих работах: Kaas, J.H., Merzenich, M.M. & Killackey, H.P. The reorganization of somatosensory cortex following peripheral nerve damage in adult and developing mammals. Annual Review of Neuroscience, 1983. Vol. 6: 325–356; Kaas, J.H. Plasticity of sensory and motor maps in adult mammals. Annual Review of Neuroscience. 1991. Vol. 14:137–167.


Мозг изменяется, и не только тогда, когда пополняются или истощаются резервы памяти. Разные зоны мозга отвечают за разные функции. Функциональная карта мозга не статична, она постоянно меняется. Как именно изменяется наш мозг, когда он перестает получать сигналы? Если человек теряет, например, указательный палец, то та область мозга, которая ранее получала сигналы от этого пальца, сжимается, а смежная область, которая получает сигналы от среднего пальца, расширяется. Таким образом, карта мозга перекраивается.

Более серьезные информационные потери мы наблюдаем, исследуя феномен отсутствия визуальной информации у слепых9. Исследования мозговой деятельности у слепых показывают, что области мозга, отвечающие за зрение, активизируются в процессе чтения ими по методике Брайля, несмотря на фактическое отсутствие любых визуальных сигналов. Значит, зрительная зона коры головного мозга не бездействует, а нацелена на то, чтобы обрабатывать сенсорную информацию. И когда мозг не получает сенсорной информации, например, от потерянного пальца, то окружающие области расширяются и вовлекают пассивную часть мозга. Этот эффект свидетельствует о пластичности мозга.


9 О визуальной области мозга у слепых см. Sadato, N., Pascual-Leone, A., Graf man, J., Ibanez,V., Deiber, M.P., Dold, G. & Hallett, M. Activation of the primary visual cortex by Braille reading in blind subjects. Nature. 1996, 380:526–528.


Похожие результаты были получены в ходе исследований людей с врожденной глухотой — ученые обнаружили, что область мозга, ответственная за слух, активируется, когда глухие общаются друг с другом при помощи языка жестов10.


10 О слуховой области мозга у глухих см.: Petitto, L.A., Zatorre, R.J., Gauna, К., Nikelski, E.J., Dostie, D. & Evans, A. C. Speech-like cerebral activity in profoundly deaf people processing signed languages: implications for the neural basis of human language. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America. 2000. Dec. 5; 97:13961-13966.


Мозг изменяется, и не только тогда, когда мы лишаемся какого-либо источника информации, но и в процессе обучения или освоения новых навыков. Интенсивный процесс обучения активизирует деятельность нашего мозга, когда, например, мы осваиваем игру на музыкальных инструментах11. Когда ученые нанесли на карту мозга те области, которые получают сенсорную информацию от левой руки музыкантов, играющих на струнных инструментах, они обнаружили, что эти области шире, чем у не музыкантов12. Они также обнаружили, что при прослушивании фортепьянной музыки область мозга, специализирующаяся на восприятии звука, у пианистов примерно на двадцать пять процентов больше, чем у не музыкантов. При этом изменяются и проводящие пути, по которым в мозг поступают импульсы13.


11 Об особенностях мозговой деятельности музыкантов, играющих на струнных инструментах, см.: Elbert,Т., Pantev, С, Wienbruch, С, Rockstroh, В. & Taub, E. Increased cortical representation of the fingers of the left hand in string players. Science. 1995. 270:305–307.

12 Об активности мозга и звуках пианино см. Pantev, С, Oostenveld, R., Engelien, A., Ross, В., Roberts, L.E. & Hoke, M. Increased auditory cortical representation in musicians. Nature. 1998. 392:811–814.

13 О восприятии музыки музыкантами см.: Bengtsson, S.L., Nagy, Z., Skare, S., Forsman, L., Forssberg, H. & Ullen, F. Extensive piano practicing has regionally specific effects on white matter development. Nature Neuroscience. 2005. 8:1148–1150.


Немногие занимаются, например, жонглированием. Но если бы мы начали тренироваться каждый день, то уже через несколько недель добились бы заметных успехов. На примере жонглирования мы можем изучать процессы, происходящие в мозге при тренировке специфических навыков. Исследователи изучили структуру мозга у группы испытуемых, которая осваивала навык жонглирования14. Затем через три месяца тренировок исследования провели заново. Выяснилось, что область мозга в затылочной доле, отвечающая за моторику, расширилась. Через три месяца после прекращения тренировок та же область сократилась примерно наполовину. Иными словами, три месяца активных тренировок и три месяца пассивной деятельности оказали прямое воздействие на структуру мозга.


14 О жонглировании см.: Draganski, В., Gaser, С, Busch, V., Schuierer, G., Bogdahn, U. & May, A.Neuroplasticity: changes in grey matter induced by training. Nature. 2004. 427:311–312.


И все же по-прежнему остается загадкой — как информационная среда воздействует на наш мозг? И как на него влияет тот или иной тип упражнений?