Текст книги "Правила мозга. Что стоит знать о мозге вам и вашим детям"

Автор книги: Джон Медина

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 21 страниц) [доступный отрывок для чтения: 5 страниц]

Заплыв

Мы покидаем обитель нейрона. Опасные заросли белка сменились затопленным каньоном, спокойным и бездонным, по которому нас несет течение. Вдали виднеются другие нейроны. Мы находимся в области между двумя нейронами, которая называется синаптической щелью, и первое, что бросается в глаза, – мы здесь не одни. Мы плывем в окружении множества стаек крошечных молекул. Они вышли из нейрона, в котором мы только что побывали, и теперь, беспорядочно двигаясь, стремятся к следующему, виднеющемуся впереди. Через несколько секунд они разворачиваются и устремляются снова в сторону нейрона, который только что покинули. И он мгновенно поглощает их. Эти стаи молекул называются нейротрансмиттерами и представляют собой молекулярные частицы. Как крошечные курьеры, они служат для передачи информации между нейронами внутри каньона, или, правильнее сказать, синаптической щели. Клетки, обеспечивающие их выход, называются пресинаптическими нейронами, а клетки, которые их впускают, – постсинаптическими нейронами.

Обычно нейроны выделяют химические вещества в синапс вследствие реакции на электрический заряд. Ответная реакция принимающего нейрона может быть положительной или отрицательной. Нейроны способны отключаться от нейроэлектрического окружения (этот процесс называется ингибированием) или подвергаться электрическому воздействию, что обеспечивает передачу сигнала от пресинаптического постсинаптическому нейрону: «Я получил сигнал и передаю хорошую новость дальше». Затем нейротрансмиттеры возвращаются в родную клетку, что называется обратным захватом. Когда клетка поглощает их, система перезагружается и готова к новому сигналу.

Оглядевшись в синапсе по сторонам, мы замечаем нейронный лес, огромный и, на первый взгляд, далекий, с удивительно сложной структурой. Рассмотрим два нейрона, между которыми сейчас находимся. Представьте себе, что два дерева вырвали с корнями и перевернули на 90 градусов таким образом, чтобы их корни, располагающиеся напротив, тесно переплелись – примерно так выглядят два взаимодействующих нейрона. И это самый простой пример. Обычно тысячи нейронов сплетаются друг с другом, занимая лишь небольшие апартаменты в жилищном комплексе нервной системы. Их ветви создают неимоверное количество сплетений. Как правило, формируется десять тысяч точек соединения, каждая из которых отделена синапсом – тем затопленным каньоном, по которому мы плывем.

Всматриваясь в этот подводный гиппокамповый лес, мы замечаем нарушающие спокойствие движения. Извиваясь, словно змеи, в ритме химических потоков колышутся некоторые ветви. Неожиданно конец одного нейрона вздувается, слегка увеличившись в диаметре. Края нейронов разделяются, подобно змеиному языку, и формируют два соединения там, где прежде было одно. По мере того как электрический заряд с треском пробегает через эти движущиеся нейроны со скоростью 400 километров в час, тучи нейротрансмиттеров заполняют пространство между стволами.

Нам остается поклониться нашей субмарине, благодаря которой мы оказались на неизведанной территории и наблюдаем за работой человеческого мозга при обучении.

Радикальное перевоплощение

Нейробиолог и биохимик Эрек Кандел сыграл большую роль в исследовании этого процесса на клеточном уровне. За важные открытия в 2006 году он был удостоен Нобелевской премии, что, несомненно, порадовало бы ее учредителя Альфреда Нобеля. Кандел доказал, что в процессе обучения «проводка» человеческого мозга меняется. Он продемонстрировал, что даже простая информация вызывает изменение структуры нейронов, задействованных в этом процессе. В целом физические изменения возникают в результате функциональной организации и реорганизации мозга – поразительно! Мозг постоянно обучается новым вещам, следовательно, его «проводка» постоянно меняется.

Кандел впервые выявил этот факт, изучая не человека, а морские огурцы. Сделанное им в ходе исследования открытие несколько уязвляло человеческое самолюбие. Неужели же мозг человека обучается таким же образом, как и нервные клетки морских огурцов? То же самое прослеживается и у большого количества других животных. Нобелевская премия за это открытие была присуждена потому, что Кандел описал процесс мышления фактически каждого существа, способного мыслить.

Мы наблюдали эти физические изменения, когда наша подводная лодка бороздила просторы синапса между двумя нейронами. Когда нейроны учатся, они вздуваются, покачиваются и разделяются. Разрывая связь в одной точке, они перемещаются в соседнюю область и создают связи с новыми соседями. Многие нейроны остаются на месте, простирая свои электрические конечности навстречу друг другу и тем самым увеличивая эффективность передачи информации. У вас может разболеться голова, если задумаетесь о том, что прямо в данный момент в вашей голове большое количество нейронов двигается, подобно рептилиям, переползая с места на место, становится толще с одного конца и разделяется. И вся это происходит для того, чтобы вы смогли запомнить, например, эту историю об Эрике Канделе и морских огурцах.

Впрочем, еще до Кандела, в XVIII веке, итальянский ученый Винченцо Малакарне провел ряд удивительно новаторских на то время исследований. Обучив птиц определенным командам, он умертвил их, чтобы исследовать их мозг. Обнаружилось, что в сравнении с обычными птицами у этих в определенной области мозга образовались особые складки. Пять лет спустя Чарльз Дарвин выявил подобное различие между мозгом диких животных и их домашних собратьев. Мозг диких животных был на 15–30 процентов крупнее, чем у прирученных. Это свидетельствовало о том, что в условиях суровой действительности дикие животные постоянно учились чему-нибудь, и приобретаемый опыт изменил «проводку» в их головах.

То же самое происходит и с человеком. Мы можем наблюдать это и в баре с латиноамериканской музыкой в Новом Орлеане, и в чинных холлах Нью-Йоркской филармонии. И там, и там собираются скрипачи. Строение их мозга серьезно отличается от тех, кто не играет на скрипке. Участок мозга, отвечающий за движение левой руки, которой они выполняют сложные, утонченные движения, выглядит так, словно музыканты придерживались диеты с высоким содержанием жиров. Эта область увеличена, вздута и изборождена, в отличие от области, отвечающей за движения правой руки, в которой держат смычок, выглядящей анорексично и имеющей не столь сложную структуру.

Мозг работает как мышца: чем больше активности вы проявляете, тем крупнее и сложнее он становится. Приводит ли это к развитию интеллекта – другой вопрос, но факт остается неоспоримым: физическая активность влияет на форму мозга. Вы можете создавать и изменять «проводку» простой сменой музыкального инструмента или вида спорта.

Укомплектовать!

Дети занимают места в первом ряду самого масштабного проекта на планете Земля. На мозге каждого новорожденного должна быть надпись: «Укомплектовать». Человеческий мозг лишь частично формируется при рождении, и процесс окончательной комплектации происходит в последующие годы. Самые важные работы завершаются к двадцати годам, а окончательная наладка – когда человеку уже за сорок.

Дети рождаются с таким же количеством связей, как и у взрослых. Однако к трем годам связи в определенных областях мозга удваиваются, а то и утраиваются, что дает нам основания полагать, что развитие мозга ребенка – это ключ к интеллектуальному успеху в будущем. Это не правда, но обсуждать этот вопрос сейчас мы не станем. Процесс удваивания и утраивания тоже длится недолго. Вскоре мозг берет крошечный секатор и прореживает то, что было создано тяжелым трудом. В этот момент детям около восьми лет, и они снова уравниваются со взрослыми по количеству нейронных связей. И если бы им не предстояло пройти период полового созревания, все – настал бы конец истории. Однако это только середина.

При половом созревании многие процессы стартуют заново. Разные участки мозга начинают развиваться. Снова наблюдается безумный рост и обрезка нейронов. К моменту, когда родители начинают задумываться о финансовой помощи старшеклассникам в колледже, мозг их чад успокаивается и взрослеет (или что-то вроде того). Кривая этого процесса напоминает двугорбого верблюда. Большая активность наблюдается в критические два года, а затем еще большая – в подростковый период.

Хотя может показаться, что клетки-солдаты по команде «Расти!» дружно начинают шагать в ногу и ничто не тревожит их военную дисциплину в запутанном мире мозга, именно тогда в игру вступают правила мозга. Даже поверхностное исследование подтверждает разную степень роста определенных участков у разных людей. Не важно, идет речь о детях или подростках, – у них в разной степени развиваются определенные области мозга. Наблюдаются большие отличия в степени роста или «обрезки» и интенсивности этих процессов.

Я вспоминаю школьные фотографии моей жены, сделанные в то время, когда она познавала все прелести американской системы образования. Она проучилась практически все классы начальной и средней школы с одними и теми же ребятами (и с большинством из них дружит по сей день). Конечно, старомодные прически учителей вызывают у нас смех; меня всегда больше интересовало, как выглядели тогда дети. И зачастую я просто не верил своим глазам.

Первый снимок сделан в первом классе. Все дети приблизительно одного возраста, но по их виду это сложно определить. Одни дети небольшого роста, другие вымахали высокими. Одни похожи на уменьшенные копии зрелых спортсменов. Другие же как будто только вчера освободились от пеленок. Девочки чаще выглядят старше, чем мальчики. На фотографиях классов начальной школы ситуация усугубляется. Некоторые мальчики выглядят так, будто их развитие остановилось на уровне третьего класса, а у кого-то уже начинают пробиваться усы. Некоторые девочки плоскогрудые и больше похожи на мальчиков. Другие, напротив, развиты настолько, что сами могут быть матерями.

К чему я веду? Если бы мы могли, словно рентгеном, просветить глазами их головы, то увидели бы, что их мозг развит так же неодинаково, как и их тела.

Нейрон Дженнифер Энистон

Мы приходим в этот мир, владея набором простейших операций, обеспечивающих выполнение основных функций жизнедеятельности, таких как дыхание, сердцебиение, способность определять свое положение в пространстве. Ученые называют их независимой от опыта «проводкой». В ожидании предстоящего опыта при рождении мозг оставляет часть проектов по строительству нейронов незавершенными. Эта «проводка» связана с такими сферами, как зрение и овладение языком. И наконец, существует «зависимая от опыта проводка». Это понятие можно объяснить на примере истории Дженнифер Энистон. Если вы впечатлительны, лучше пропустите следующий абзац.

Итак, человек лежит на операционном столе, его череп вскрыт. Однако он пребывает в сознании и не зашелся в плаче только потому, что нейроны мозга невосприимчивы к боли. Человек не чувствует острые уколы электродов в нервные клетки. Пациенту сейчас удалят часть нервных тканей – выражаясь хирургической терминологией, прооперируют, – так как он страдает опасными для жизни приступами неконтролируемой эпилепсии. Вдруг хирург достает фотографию Дженнифер Энистон и показывает ее пациенту. Нейрон в голове человека внезапно вспыхивает. Хирург ликующе вскрикивает.

Похоже на сюжет малобюджетного кино, не правда ли? Однако этот эксперимент проводился в реальной жизни. Подопытный нейрон прореагировал на семь фотографий актрисы Дженнифер Энистон и в то же время проигнорировал восемьдесят других изображений, включая известных и неизвестных людей. Нейрофизиолог Киан Кирога говорит: «Когда мы впервые увидели, как нейрон вспыхивает, реагируя на семь разных фотографий Дженнифер Энистон и ни на что больше, мы чуть не подскочили от удивления». Значит, в чьей-то голове притаился нейрон, который стимулируется только тогда, когда Дженнифер Энистон входит в комнату.

Нейрон Дженнифер Энистон? Разве такое возможно? Разумеется, в истории эволюции нет фактов, подтверждающих, что Дженнифер Энистон – постоянный житель «проводки» нашего мозга. (До 1969 года ее даже еще не было на свете.) Кроме того, ученые обнаружили также нейрон Холли Берри – клетку в мозге человеке, которая не реагирует на фотографию Энистон или другое изображение, а только на актрису Холли Берри. Есть также нейрон Билла Клинтона. Безусловно, для проведения подобных исследований необходимо иметь хорошее чувство юмора.

Добро пожаловать в мир адекватной окружающему миру «проводки» мозга, в котором одними из ключевых принципов функционирования нейронов являются гибкость и адаптивность. Подобно прекрасной балерине, долго и упорно тренировавшейся, мы хорошо обучены быть гибкими.

Мы можем разделить всех людей в мире на тех, чей мозг знает Дженнифер Энистон или Холли Берри, и тех, чей мозг их не знает. «Проводка» в них будет различной. Эти умозаключения могут показаться наивными, но они подтверждают главную концепцию. Мозг человека подвержен воздействию внешних факторов, и его «проводка» зависит от культурной среды, в которой он находится. Даже у близнецов мозг отличается.

Проведем эксперимент. Предположим, два взрослых брата-близнеца берут в прокате фильм с участием актрисы Холли Берри «Женщина-кошка», а мы в нашей крошечной подводной лодке будем наблюдать за их мозгом, пока они смотрят фильм. И хотя они находятся в одной комнате, сидят на одном диване, близнецы смотрят на фильм под разными углами. Мы видим, как их мозг кодирует визуальные воспоминания различным образом, хотя бы из-за того, что невозможно смотреть фильм из одной и той же точки пространства. И вот уже с первых секунд просмотра фильма в их головах создаются различные нейронные связи.

Один из близнецов накануне прочитал статью, подвергающую критике боевики, в журнале с фотографией Берри на обложке. При просмотре видео его мозг одновременно обращается к воспоминаниям о журнале. Мы видим, что он занят сравнением и сопоставлением комментариев из статьи с фильмом и анализом того, согласен ли он с этой критикой. Второй брат не читал статью, поэтому его мозг не занят этим процессом. Хотя разница может показаться незначительной, в двух головах создаются различные воспоминания об одном и том же фильме.

В этом суть одного из правил мозга. Обучение служит причиной физических изменений в мозге, которые уникальны для каждого отдельного человеческого индивида. Даже у однояйцевых близнецов, имеющих идентичный опыт, нейронная «проводка» различна. Объясняется это незначительными различиями в механизме обработки поступающей информации.

Улица, на которой мы живем

Наверное, у вас в голове родился вопрос: если нейронные связи каждого мозга отличаются, известно ли нам вообще хоть что-нибудь об этом органе?

В общем-то, да. Мозг состоит из миллиардов клеток, которые при помощи общих электрических усилий создают такое прекрасное существо, как вы, или что-нибудь не столь сложное, например морской огурец. Все эти нервные клетки работают по одному принципу. Каждый человек рождается с гиппокампом, гипофизом и самым утонченным электрохимическим хранилищем знаний на планете – корой головного мозга. Эти участки выполняют одинаковые функции в любом мозге.

Чем тогда объясняется индивидуальность? Представьте автомобильную трассу. В США самая разветвленная и сложная наземная транспортная система в мире. Понятие «дорога» включает множество вариантов ее представления, начиная со скоростных автострад, платных автомагистралей, дорог внутри штата и заканчивая жилыми улицами, дорогами с односторонним движением и грунтовкой. Тропинки в человеческом мозге тоже могут быть совершенно разными. В нем есть нейронные эквиваленты скоростных автострад, платных автомагистралей и дорог внутри штата. Эти крупные магистрали у всех людей похожи и примерно одинаково работают у каждого из нас. Такое сходство может быть обусловлено «двугорбой» программой развития, которую мы рассмотрели ранее. Это и есть независимая от опыта «проводка».

Если мы рассмотрим маленькие дороги – эквиваленты жилых улиц, дорог с односторонним движением и грунтовых дорог в мозге человека, то увидим проявление индивидуальности. В каждом мозге проложено большое количество таких небольших тропинок, и нет на свете двух человек, у которых они были бы идентичными. Индивидуальность сложно уловить, но она очевидна, ведь из малого зарождается большое.

Впрочем, одно дело продемонстрировать, что «проводка» каждого мозга уникальна, и совсем другое – понять, как это влияет на интеллект. Двое ученых, поведенческий теоретик и нейрохирург, имеют разные взгляды на данный вопрос. Теоретик согласен с семью из девяти категорий множественного интеллекта Гарднера. Нейрохирург тоже верит в категории, но при этом полагает, что их могут быть миллиарды.

Познакомьтесь с Говардом Гарднером – психологом, писателем, педагогом и автором теории множественного интеллекта. Гарднер имел смелость заявить, что способности человеческого мозга настолько многогранны, что их нельзя свести к числовому выражению. Отбросив идею тестирования интеллектуальных способностей, он попытался поставить вопрос иначе. Подобно Джейн Гудолл[16]16
  Джейн Гудолл – посол мира ООН, приматолог, этолог и антрополог из Великобритании. Она широко известна благодаря более чем 45-летнему изучению социальной жизни шимпанзе в национальном парке «Гомбе-Стрим» в Танзании. Прим. пер.


[Закрыть], только в городских джунглях, Гарднер и его коллеги наблюдали за реальными людьми в процессе учебы – в школе, на работе, во время игры, в обыденной жизни. Он выделил категории интеллектуальных способностей, которые люди использовали ежедневно, хотя они не всегда идентифицировались как «интеллектуальные» и уж точно не измерялись при помощи IQ-тестов. После долгих размышлений ученый изложил свои умозаключения в книге «Структура разума. Теория множественного интеллекта»[17]17
  Гарднер Г. Структура разума. Теория множественного интеллекта. М.: Вильямс, 2007.


[Закрыть]. И по сей день вокруг этой книги ведутся бурные дискуссии.

Гарднер выделил по меньшей мере семь категорий интеллекта: вербально-лингвистический, музыкальный, логико-математический, пространственный, телесно-кинестетический, межличностный и внутриличностный. Он назвал их «отправными точками» внутренних процессов человеческого мозга. Эти категории не всегда пересекаются. Гарднер говорит: «Если мне известно, что вы обладаете талантом к музыке, то верность моих предположений относительно других ваших талантов равна нулю».

Некоторые исследователи полагают, что в своих суждениях Гарднер исходит не из научных данных, а из собственных размышлений. Но ни один из них не подвергает критике тезис о множественности человеческого интеллекта. Сегодня работа Гарднера считается единственной серьезной попыткой найти альтернативу количественной оценке когнитивных способностей человека.

Карта мозга

Можно назвать более семи миллиардов категорий интеллекта – столько же, сколько людей живет на планете. Вы сможете понять эту идею на примере исследования мозга четырехлетней девочки, проведенного талантливым нейрохирургом Джорджем Ойманном. Этот авторитетный, седовласый, с проницательным взглядом человек на протяжении десятилетий наблюдал за тем, как выживают и умирают люди на операционном столе. Он один из выдающихся нейрохирургов нашего времени и специалист в области электростимуляционного картирования.

Ойманн склонился над девочкой, страдающей эпилепсией. Хотя она пребывает в полном сознании, ее череп вскрыт. Врач должен удалить больные клетки мозга. Но прежде чем что-либо удалить, ему необходимо произвести картирование. Он оперирует белым гибким зондом с проводом – корковым стимулятором, при соприкосновении посылающим небольшие электрические импульсы. Если коснуться прибором вашей руки, вы почувствуете легкое покалывание.

Осторожно касаясь концом зонда определенной области мозга ребенка, врач спрашивает: «Ты что-нибудь чувствуешь?» Пребывая в полусне, девочка отвечает: «Кто-то только что тронул мою руку». Он прикрепляет крошечный кусочек бумаги к этой области. Затем касается другой точки. Ребенок вдруг вскрикивает: «Кто-то коснулся моей щеки!» Еще одна пометка. Процесс продолжается часами. Подобно картографу, Ойманн составляет функциональную схему мозга маленькой пациентки, уделяя особое внимание области, связанной с ее заболеванием, – эпилепсией.

Таким образом проверяются моторные навыки девочки. По не до конца понятным причинам пораженные при эпилепсии ткани часто располагаются рядом с областью, отвечающей за понимание речи. Ойманн уделяет большое внимание и участку мозга, отвечающему за речь; здесь хранятся слова, предложения и грамматические правила. Эта девочка говорит на двух языках, поэтому необходимо сделать карту двух областей: испанского и английского языков. Крошечная записка с буквой «и» размещается в области, отвечающей за испанский язык, а с буквой «а» – там, где хранится знание английского. Такую кропотливую работу Ойманн проделывает с каждым пациентом, которому предстоит подобная операция. Почему? Ответ может вас шокировать. Он должен составить карту функциональных областей мозга каждого человека, потому что ему неизвестно, где они расположены.

Ойманн не может угадать функции конкретной области, так как нейронные связи каждого мозга уникальны. Не по структуре или функциям, конечно. Например, знания о языке, связанные с существительными, глаголами и грамматическими правилами, хранятся в разных областях мозга; для разных компонентов задействуются разные области. Даже двуязычные люди не хранят знания об испанском и английском языках в одном месте.

Этот факт всегда восхищал Ойманна. Как-то раз он сравнил карты мозга 117 прооперированных им пациентов. И у большинства из них нашел только одну сходную область, отвечающую за речь; под «большинством» понимается 79 процентов пациентов.

Данные электростимуляционного картирования, наверное, самое яркое доказательство индивидуальности человеческого мозга. Но Ойманну хотелось узнать, стабильны ли эти отличия на протяжении жизни и могут ли они влиять на интеллектуальные способности. Он нашел ответы на оба вопроса. Данные, зафиксированные на сделанных в раннем возрасте картах, на протяжении жизни не меняются. По истечении десяти и более лет после операции области, отвечавшие за речь, все так же продолжают выполнять эту функцию. Ученый выявил, что определенные участки отдела мозга, отвечающего за речь, влияют на способности человека к языкам, во всяком случае по данным предоперационного теста IQ. Если вы хотите добиться успеха в изучении языков (или, по крайней мере, успешно пройти тесты), не позволяйте верхней височной извилине командовать областью, отвечающей за речь, иначе ваши вербальные способности будут весьма скромными. Кроме того, убедитесь, что внешний участок этой зоны небольшой и четкий. Если он будет обширным, много баллов вам не заработать. Эти результаты точные и не зависят от возраста. Они были получены при исследовании как дошкольников, так и пожилых людей вроде Алана Гринспена[18]18
  Алан Гринспен – американский экономист, родился 6 марта 1926 года. Прим. пер.


[Закрыть].

«Проводка» человеческого мозга не просто индивидуальна – различия в ней могут влиять даже на способности человека, например при изучении иностранных языков.