Пустышка. Что интернет делает с нашими мозгами - Николас Дж. Карр

Поначалу Мерцених не мог поверить собственным глазам. Как и любого другого невролога, его учили, что структура мозга взрослой особи является фиксированной. Тем не менее он мог наблюдать в собственной лаборатории, что мозги шести мартышек подверглись быстрым и значительным измене­ниям на клеточном уровне. «Я понимал, что это поразительная по своей сути реорганизация, однако не мог дать ей объяснения, - вспоминал впоследствии Мерцених. - Оглядываясь назад, я понимаю, что видел настоящее доказатель­ство нейропластичности. Но в то время я этого ещё не понимал. Я просто не знал, что именно происходит у меня на глазах. Кроме того, вряд ли кто-то в профессиональном сообществе мог бы поверить, что пластичность может действовать в таких масштабах».

Мерцених опубликовал результаты своего эксперимента в академиче­ском журнале. Никто не обратил на его статью особого внимания. Но сам он понимал, что натолкнулся на нечто важное, и в течение последующих трёх десятилетий провёл множество тестов с другими мартышками. Все эти тесты доказывали существование значительной пластичности в мозгу взрос­лых приматов. В работе 1983 года, описывающей один из его экспериментов, Мерцених категорически заявляет: «Эти результаты полностью противоре­чат точке зрения, согласно которой сенсорные системы состоят из набора устройств с жёсткой структурой»15. Поначалу работы Мерцениха игнориро­вали, но постепенно они начали получать признание в неврологическом сообществе. В итоге дело идёт к тому, чтобы полностью пересмотреть обще­принятые теории в отношении того, как работает наш мозг. Исследователи обнаруживают, что и в прошлом, во времена Уильяма Джеймса и Зигмунда

Фрейда, проводились эксперименты, так или иначе подтверждавшие факт пластичности. Эти исследования на протяжении многих лет не воспринима­лись всерьёз, но теперь пришло их время.

По мере развития науки, изучающей мозг, укрепляется и доказательная база в пользу пластичности. Неврологи, использующие новое, более чувстви­тельное оборудование для сканирования мозга (например, микроэлектроды и другие датчики), проводят всё больше экспериментов, причём не только над лабораторными животными, но и над людьми. Все они подтверждают откры­тие Мерцениха. Но также они позволяют понять нечто новое: пластичность мозга не ограничена соматосенсорной корой (отвечающей за обработку ощу­щений при прикосновении). Она универсальна. Меняться могут практически все наши нейронные связи, связанные с ощущениями: зрением, слухом, дви­жением, мышлением, обучением, восприятием или запоминанием. Прежняя истина отброшена в сторону за ненадобностью.

* * *

Судя по всему, взрослый мозг не просто пластичен, а, как говорит Джеймс Олдс, преподаватель неврологии и руководитель Института пер­спективных исследований им. Ш. Краснова* в Университете Дж. Мэйсона, «очень пластичен». Сам Мерцених использует выражение «массивная пластичность». Пластичность уменьшается по мере нашего старения (так или иначе мозг начинает пробуксовывать), однако никогда не исчезает полно­стью. Наши нейроны всегда способны разрушать старые связи и форми­ровать новые. Кроме того, постоянно происходит процесс возникновения новых нервных клеток. «Наш мозг, - говорит Олдс, - обладает способно­стью перепрограммироваться "на лету", то есть изменять способ своего функционирования».

Пока что мы в точности не знаем, каким образом мозг перепрограмми­рует себя, но уже понятно, что (как и предполагал Фрейд) основной секрет кроется в сложном химическом составе синапсов. Внутри микроскопических пространств между нейронами происходят крайне сложные процессы, но если говорить простым языком, дело заключается в разнообразных хими­ческих реакциях, фиксирующих и запоминающих действия, происходящие в нервных путях. Каждый раз, когда мы выполняем задачу или испытываем физическое или ментальное ощущение, активируется определённый набор нейронов в нашем мозгу. Если нейроны находятся в непосредственной близости друг от друга, то они объединяются на основе обмена синаптическими нейромедиаторами, такими как глутаминовая кис­лота. При повторном возникновении ощущения синаптические связи между нейронами усиливаются и увеличиваются за счёт как физиологических (например, повышения концентрации нейромедиаторов), так и анатомиче­ских изменений (создания новых нейронов или роста новых синаптических окончаний на существующих аксонах и дендритах). Синаптические связи могут также ослабляться в ответ на то или иное ощущение. Опять же, это свя­зано как с физиологическими, так и с анатомическими изменениями. Всё то, чему мы учимся в процессе жизни, встраивается в постоянно меняющиеся межклеточные связи внутри мозга. Цепочки связанных нейронов форми­руют в нашем мозгу настоящие «жизненные пути». В наши дни учёные сум­мируют основные идеи нейропластичности в одном выражении, известном как правило Хебба: «Одновременно активирующиеся клетки объединяются между собой».

Одно из самых простых, но мощных подтверждений изменения синапти­ческих связей было получено в результате серии экспериментов, проведённых биологом Эриком Канделом в начале 1970-х годов над аплизиями - большими морскими моллюсками. (Обитатели моря часто выступают в качестве наилуч­ших объектов неврологических исследований, так как обладают более про­стой нервной системой и крупными нервными клетками.) Кандел, получивший за свои опыты Нобелевскую премию, обнаружил, что достаточно лёгкого прикосновения к жабрам моллюска, чтобы тот немедленно и рефлекторно отпрянул. Однако если прикасаться к ним раз за разом, не нанося при этом подопытному организму вреда, то это инстинктивное движение в какой-то момент прекратится. Моллюск привыкнет к прикосновению и научится не обращать на него внимания.

Наблюдая за нервной системой моллюсков, Кандел обнаружил, что «это приобретённое изменение поведения сопровождалось значительным осла­блением синаптических связей» между сенсорными нейронами, «чувствую­щими» прикосновение, и моторными нейронами, дающими жабрам команду сократиться. В обычном состоянии около до процентов сенсорных нейро­нов в жабрах моллюска связано с моторными нейронами. Но после того как учёный касался жабр сорок раз, связи между моторными и сенсорными нейронами сохранялись лишь в то процентах случаев. Исследование «убеди­тельно доказало, - как писал Кандел, - что синапсы могут подвергаться зна­чительным и продолжительным изменениям с точки зрения силы даже при незначительных объёмах тренировки».

Пластичность наших синапсов позволяет гармонично соединить между собой два направления философии, которые на протяжении столетий проти­вопоставлялись друг другу. Речь идёт о рационализме и эмпиризме.

С точки зрения таких эмпириков, как Джон Локк, наш мозг в момент рождения представляет собой чистый лист, tabula rasa. Всё, что мы знаем, поступает к нам исключительно за счёт опыта и обучения в процессе жизни. Если говорить проще, то мы являемся продуктом воспитания, а не природы.

С точки зрения рационалистов, например Иммануила Канта, мы рож­дены со встроенными ментальными «шаблонами», определяющими, как мы ощущаем и осмысляем окружающий мир. Весь наш опыт фильтруется сквозь эти врождённые шаблоны. Природа преобладает над нами. Эксперименты с аплизиями показали, как пишет Кандел, что «право на жизнь заслуживают обе точки зрения - в сущности, они просто дополняют друг друга». Наши гены «определяют» многие из «связей между нейронами, иными словами, какие именно нейроны и когда формируют синаптические связи с другими». Именно эти генетически определяемые связи и формируют врождённые шаблоны, основную архитектуру мозга, о которой говорил Кант. Однако наш опыт в процессе жизни регулирует силу или «долгосрочную эффективность» этих связей, позволяя (как утверждал Локк) постоянно менять наш разум и «выражение новых моделей поведения».