Помоги проекту - поделись книгой:
Количество повторений того или иного события затрагивает ряд аспектов работы памяти. Под работой я подразумеваю способность восстановить это событие в более поздний момент времени. Чем чаще оно происходило, тем точнее вы будете вспоминать и распознавать его и тем меньше времени понадобится для извлечения его из памяти. Такое воздействие может не быть обусловлено каким-либо глубинным процессом, но, учитывая отсутствие однозначных доказательств обратного, было бы проще всего исходить из того, что такая обусловленность есть.
Вот об этом глубинном процессе идет речь в теории множественных следов (multiple-trace theory, MTT). Любой опыт оставляет уникальный след, причем каждое его повторение не стирает предыдущие следы, а просто оставляет новый, почти идентичный, но уникальный собственный след.
Чем больше существует следов для определенного ментального события, тем выше вероятность того, что вы вспомните его, причем достаточно точно и быстро. Так вы изучаете что-то (посредством повторения, игры и исследования), создавая множество следов концепции, опыта или навыка. Интересно, что теория множественных следов объясняет и поразительные выводы Познера и Кила, сделанные в 1960-х годах, об абстрагировании в случае произвольных точечных рисунков. Создание множества связанных друг с другом следов способствует извлечению общей для них информации[84], и этот процесс происходит в клетках мозга без участия гиппокампа[85].
Красота этой теории в том, что она объединяет эксплицитную и имплицитную, семантическую и эпизодическую память. Существует множество разных систем, но все они работают под управлением одного процесса. Этот процесс сохраняет отпечатки эпизодических и семантических воспоминаний, после чего извлекает знания, которые не нужно хранить, а можно вывести из совокупности следов конкретного опыта. Отработка тех или иных процедур, таких как игра гамм на фортепиано, повышает ваше мастерство по той причине, что у вас есть возможность использовать множество следов. Кроме того, вы можете играть гаммы на разных инструментах, поскольку в соответствии с биологией памяти мозг автоматически создает абстрактное представление клавиатуры фортепиано, существующее независимо от того, какая сейчас у вас в руках.
Я пришел к выводу, что теория множественных следов – правильный подход к пониманию памяти. Каждый наш опыт, даже сугубо умственный (мысль, желание, вопрос, ответ), представлен в памяти в виде следа. Однако такие следы не хранятся в специальных ячейках памяти, как в компьютере. При каждом новом опыте – скажем, когда вы смотрите на букву «а», напечатанную в этой книге, или представляете себе следующий отпуск на море, – активируется определенная нейронная сеть. То же самое происходит, когда вы плачете при просмотре грустного фильма, испытываете страх от перехода по шаткому мосту или смотрите в глаза ребенка. Все эти элементы опыта уникальным образом представлены в той или иной совокупности клеток мозга. Сам акт сохранения воспоминаний заключается в том, чтобы отследить исходную схему активации, а затем привести как можно больше исходных клеток мозга в активное состояние точно так же, как во время первоначального опыта. Выполняют такое отслеживание гиппокамп и связанные с ним участки височных долей, они функционируют как своего рода предметный указатель или оглавление. Со временем необходимость в таком предметном указателе исчезает, и воспоминания всецело хранятся в тех же клетках, которые были задействованы в первоначальном опыте.
Если вы обычный человек, скорее всего, у вас есть базовый набор воспоминаний, которые вы прокручиваете в голове, как делали это на протяжении всего жизненного пути – например, важные события или смешные истории, которые рассказывали вам родители, а вы передаете своим детям.
Многие специалисты по теории памяти до сих пор не верят в теорию множественных следов. Некоторые почти ничего о ней не знают. Однако в ней предлагается объяснение, наиболее соответствующее фактическим данным. А в контексте старения она дает убедительное понимание того, почему с возрастом мы забываем недавние события, но помним, что происходило в далеком прошлом. Давние события создали больше следов в памяти либо в результате повторения, либо благодаря многократному восстановлению их в памяти. Прибавьте к этому уникальность некоторых воспоминаний или как минимум связанные с ними уникальные метки памяти – и поймете, почему некоторые воспоминания легче извлечь оттуда: их трудно перепутать с другими, поскольку они выделяются на общем фоне.
Сохранение и извлечение воспоминаний – это активный процесс. Одна из величайших исторических фигур в области исследований памяти Фредерик Бартлетт не стал называть свою книгу 1932 года «Память», полагая, что такое название подразумевает нечто статичное. Он дал ей название Remembering («Запоминание»), отражающее активный, адаптивный и изменчивый процесс. Представьте себе это так. Нейроны, которые задействуются в том, чтобы вы ощутили вкус шоколада, – члены уникальной сети нейронов, передающей этот опыт. Если вы хотите насладиться этим воспоминанием через некоторое время, вам необходимо собрать членов этой нейронной сети вместе, чтобы сформировать ее же. Таким образом вы снова делаете эти нервные клетки членами данной группы – вы вспоминаете, восстанавливая их членство в соответствующей сети.
Залогом запоминания служит активная вовлеченность в материал. Пассивное запоминание чего бы то ни было, как в случае прослушивания лекции, – верный способ все забыть. Активное применение информации, ее генерирование и воспроизведение, задействует больше областей мозга по сравнению с обычным прослушиванием, и только таким образом можно надежно запомнить то, что вам нужно. Многие пожилые люди жалуются, что не могут запомнить имена людей, с которыми их знакомят на приемах. Генерирование информации, ее активное применение означает, что необходимо просто назвать имя человека сразу же после того, как вы его услышали. «Приятно познакомиться с вами,
Нам необходимо бороться с излишней самонадеянностью и пассивным восприятием новой информации. После 60 лет мы должны каждое десятилетие сражаться с этим с повышенной бдительностью. В случае проблем с кратковременной памятью тренировка внимания помогает сфокусироваться на том, что происходит в текущий момент, и со всей ясностью и повышенной точностью сохранять в памяти самые важные вещи, о которых мы размышляем и которые ощущаем. Все это становится возможным благодаря замедлению темпа жизни и применению практики осознанности: последовательное выполнение задач вместо попыток решить одновременно несколько, а также следование совету мастера дзен «быть здесь и сейчас».
Кроме того, мы можем перенести ненадежные воспоминания на объекты внешнего мира, которые меняются не так быстро, как клетки мозга. Для этого следует составлять и писать списки. Существуют также приложения для компьютеров и смартфонов, которые развивают память и являются неотъемлемой частью программы укрепления здоровья мозга. К их числу относится и Neurotrack – инструмент первоначального измерения и улучшения памяти, разработанный командой ученых из Стэнфордского университета, Каролинского института и Корнеллского университета.
Как правило, лучше всего запоминается то, чему мы уделяем наибольшее внимание. Чем глубже мы анализируем что-то, тем выше вероятность формирования устойчивых воспоминаний в мозге. Если вы увидите через окно птицу с желтыми перьями на грудке, то обработаете такую информацию более глубоко и тщательно, чем если бы просто заметили птицу. Вы начнете перебирать в памяти различия между этой птицей и теми, которых вы видели раньше, обращая внимание на особенности хвоста и форму клюва, то есть гораздо тщательнее. Такая глубина обработки воспринимаемых данных хорошо известна как один из ключевых факторов, способствующих формированию глубоко обработанных воспоминаний. Если музыкант способен сыграть тысячу композиций по памяти, это не значит, что он выучил их, уделив этому занятию поверхностное внимание; напротив, он отмечал глубокие различия и сходства между известными ему музыкальными произведениями. Аналогично, все больше исследований подтверждают, что, если необходимо запомнить что-то, следует это нарисовать – это заставит вас прибегнуть к глубокой обработке информации, которая требуется в таком случае[86].
Внимание регулируют структуры префронтальной коры головного мозга, а также составляющие ее чувствительные к дофамину и ГАМК нейроны. Гамма-аминомасляная кислота, или ГАМК, – это ингибиторное нейрохимическое вещество головного мозга. Я уже упоминал о том, что префронтальная кора достигает зрелости после 20 лет. Кроме того, именно эта часть головного мозга человека значительно увеличилась в размере по сравнению с мозгом обезьян; на самом деле это единственное, что во многом отличает нас от ближайших родственников – приматов. Поскольку префронтальная кора отвечает за когнитивный контроль, планирование, а также бдительность и добросовестность в целом, можно предположить, что видовые и возрастные изменения в этой области мозга должны состоять в наполнении ее нейронами «интеллекта» или чем-то в этом роде. Но самое большое различие между префронтальной корой мозга человека и мозга обезьяны, а также между префронтальной корой подростка и взрослого – это наличие большого количества ГАМК-рецепторов. Да, речь идет об ингибиторном нейрохимическом веществе. Многое из того, что в нашем понимании значит быть человеком, быть взрослым, подразумевает способность сдерживать естественные реакции. Только подумайте: не бить человека только потому, что вы на него злитесь; отложить удовольствие и продолжать работать над важным проектом, даже если вы знаете, что по телевизору идет что-то интересное; отказаться от третьей порции алкоголя; есть здоровую пищу, даже если нездоровая так вкусно пахнет.
ГАМК– и дофаминовые нейроны помогают нам фокусироваться на своем выборе и не отвлекаться на постороннее. Впрочем, с возрастом префронтальная кора теряет часть энергии и жизнеспособности, поэтому мы чаще отвлекаемся и нам необходимо прилагать больше усилий к сосредоточению внимания.
Федеральный судья Джек Вайнштейн (98 лет) говорит: «Я все думаю о докторе Споке, написавшем все эти книги о воспитании детей, которые мы читали, когда я был молодым отцом. Помню [смеется], как, выступая на радио, он говорил (я слушал эту программу около 70 лет назад), что нужно придумывать маленькие хитрости для борьбы с забывчивостью, и привел пример, который я запомнил навсегда. Доктор Спок сказал, что, если по радио или телевизору сообщают, что будет дождь, в тот же момент, пока не забыли, возьмите зонт и повесьте его на дверь, чтобы захватить с собой, выходя из дома»[87]. Тут нам послужат напоминанием любые предметы. Специалист по когнитивной нейробиологии Стивен Косслин называет этот метод «когнитивными протезами»[88].
Певица Джони Митчелл (76 лет) тоже использует среду своего дома. «Я помню, как в фильме “Доктор Живаго” героиня Джули Кристи заходит в дом и кладет ключи на столик у двери. “Блестяще, – подумала я. – Так она всегда знает, где ключи”. Десять лет назад я построила свой дом в Британской Колумбии и сделала на кухне дополнительный комплект маленьких ящичков для хранения вещей, которые я постоянно теряю, по одному ящику для каждой такой вещи: батарейки, спички, палочки для еды, скотч и другие предметы. Не выношу, когда не могу что-то найти. Жаль, что я не сделала этого много лет назад»[89].
У многих людей есть маленькие хитрости для запоминания тех или иных вещей. Бывший государственный секретарь США Джордж Шульц, которому исполнилось 99 лет, объясняет: «Вы должны установить некий порядок. Например, я храню слуховой аппарат в правом кармане пиджака. Он всегда в этом кармане. Ключи от дома лежат в другом кармане, а кошелек – еще в одном»[90]. Кинооператор Джеффри Кимбалла 63 лет прокручивает в уме список из пяти вещей, которые он всегда берет с собой, выходя из дома[91]. Его он повторяет словно мантру: очки для чтения, кошелек, ключи, телефон, бинокль (он заядлый орнитолог). Вернувшись домой, Джеффри оставляет кошелек и ключи в туфлях у двери.
Двум моим друзьям пришлось пройти курс химиотерапии, и их предупредили о возможности когнитивных отклонений. Во избежание последствий они оба стали пользоваться современными технологиями. Всего 15 лет назад им пришлось бы включить пятнадцать таймеров для разных задач, которые необходимо выполнить в течение дня. Сейчас они делают это с помощью смартфонов, запрограммировав «встречи» в облачном календаре. Подобные напоминания предусмотрены у них для каждого приема лекарств, визита к врачу или заполнения отчета о состоянии здоровья. Они запрограммировали даже такие мелочи, как «принять душ» или «одеться к приходу внуков». Были и записи такого рода: «позвонить врачу через 15 минут», что давало им время спокойно поразмышлять о том, что они хотят обсудить.
Оба моих друга полностью выздоровели, но продолжают пользоваться электронными календарями наряду со списками дел и системой напоминаний в виде клейких листочков. Им нравится, что так они могут не волноваться о том, что могут что-то забыть. И они живут в настоящем моменте. А поскольку эти двое все записывают и уделяют пристальное внимание тому, что хотят включить в свое расписание, их память улучшилась.
Я уже упоминал о том, что объем гиппокампа и медиальных зон височных долей головного мозга с возрастом уменьшается, а изменения в префронтальной коре делают нас более подверженными влиянию отвлекающих факторов. Отвлекаемость – это враг кодирования памяти. Кроме того, у меня есть предположение, что любой небольшой провал в памяти, случающийся после определенного возраста, необязательно говорит о неизбежной ее деградации. Тем не менее широко распространено мнение, что с возрастом следует ожидать потери памяти. Нейробиолог и специалист по стрессу Соня Люпьен изучала разрушительное воздействие стресса на память, а также то, как при этом повышается уровень кортизола[92]. Интуиция подсказывала ей, что тестирование памяти пожилых людей заставляет их напрягаться, из-за чего они показывают более низкие результаты, чем можно было бы ожидать.
«Я не верю в возрастное ухудшение памяти, – говорит Люпьен. – Если даже оно существует, то в гораздо меньшей степени, чем принято считать. Я изучала методику проведения экспериментов, которые указывают на возрастную потерю памяти. У людей преклонного возраста, принимавших в них участие, еще до начала тестов зашкаливал уровень кортизола. Выходит, мы тестируем их в неблагоприятной среде. В большинстве случаев новизна, непредсказуемость, отсутствие контроля и угроза эго – четыре самых существенных фактора стресса. А во время тестирования памяти мы подвергаем пожилых людей воздействию всех четырех!»
Практически все исследования памяти людей преклонного возраста проводятся в университетских лабораториях. Это знакомая среда для молодежи, которая входит в контрольную группу во время подобных исследований, – все они студенты университета. Однако для пожилых это совершенно незнакомая среда. Они ищут место для парковки, не знают, где в здании расположены лифты. И наконец в подавленном состоянии из-за опоздания приходят в лабораторию, где их приветствует жизнерадостный молодой ассистент, который, как им
Выбор времени дня для проведения эксперимента тоже ухудшает результат. Во многих случаях тестирование проводится в конце первой или начале второй половины дня. Участники контрольной группы, которым исполнился 21 год, только что проснулись и находятся на пике умственной активности, тогда как пожилые люди, весьма вероятно, бодрствуют с пяти утра. «Мы используем благоприятную среду и благоприятное время для участников контрольной группы студенческого возраста, – говорит Люпьен. – Но не для людей преклонного возраста».
Исследовательница кардинально изменила традиционную процедуру проверки памяти, исключив из нее любые преимущества для контрольной группы из числа студентов университета[93]. Она предложила пожилым участникам эксперимента совершить ознакомительный визит в лабораторию накануне проведения теста, чтобы во время второго визита они меньше волновались о том, как им туда добраться и найти нужное помещение. В обоих случаях в лаборатории их встречал не молодой студент, с которым у них было мало общего (со стороны которого они могли чувствовать угрозу), а 70-летняя лаборантка Бетси. В день проведения теста Бетси угощала пожилых участников освежающими напитками и легкими закусками, чтобы они преодолели остаточный стресс, который испытывали по пути в лабораторию и даже уже находясь в ней. После периода «успокоения» Бетси доставала фотоальбом и показывала его участникам эксперимента. Она могла показать им фотографию женщины по имени Лаура, которая держит дома кошку, или фотографию двора, где растет красивый вяз. В действительности Бетси демонстрировала им стимулы для проверки памяти. Впоследствии, когда испытуемым показывали фото Лауры, они отвечали: «А, это женщина с кошкой». Когда их спрашивали о дереве во дворе, они совершенно верно вспоминали, что это вяз. Когда пожилых людей избавили от стресса, в том числе самого факта оценивания и страха неудачи, они демонстрировали такие же хорошие результаты, как и молодые участники контрольной группы.
Существует еще одно объяснение порой низких результатов людей преклонного возраста по тестам на проверку памяти – ухудшение чувственного восприятия[94]. Нескорректированная потеря зрения и слуха в целых 93 процентах случаев может быть причиной изменчивости показателей когнитивной деятельности. В спокойной обстановке пожилые люди с нарушениями слуха показывали такие же хорошие результаты, как и молодые, а когда им давали больше времени, их результаты были еще лучше.
Дебора Берк, которая возглавляет проект исследований когнитивных способностей и старения в колледже «Помона», обнаружила, что способность пожилых людей извлекать из памяти слова, в частности собственные имена, с возрастом может ухудшаться, а также что это побочный эффект атрофии островка левого полушария – области мозга, отвечающей за восстановление фонологической формы слова[95]. Иначе говоря, мы забываем не само слово, а его звучание, поэтому у нас и возникает ощущение, будто мы знаем слово, оно вертится у нас на языке и, когда кто-то его произносит, распознаем как правильное. Ничего подобного не происходит, если мы действительно что-то забываем.
Память – неотъемлемая часть вашей личности. Каково это – быть собой? Когда выходите на солнце в первый весенний день, обращаете ли вы внимание на тепло на своей коже, голубое небо, запахи, цвет деревьев? У некоторых из нас внутренний фокус внимания, и, оказавшись в новой ситуации, мы уходим в себя. Первое, что мы замечаем, – свои телесные ощущения: тепло, холод, зуд, давление на кожу, свободно или плотно сидит на нас одежда. У других людей может быть внешний фокус: жить для них означает ощущать внешний мир, сосредоточив внимание на нем и его обитателях.
Существует много других различий между тем, чтобы быть
Сострадательная забота о таких людях отчасти состоит в том, чтобы вернуть им ощущение собственного «я». Этому помогают прикосновения – простой поцелуй в щеку или поглаживание по спине. То же самое можно сказать и о музыке – прослушивание песен, хорошо знакомых с детства, способно пробудить и реактивировать нейронные сети, вызывающие у вас сильное ощущение того, что «я – это я».
Глава 2,5. Интерлюдия
Каждый из нас начинал свою жизнь в виде одной клетки – оплодотворенной яйцеклетки, которая затем разделилась на две клетки, разделившиеся еще на две каждая и так далее по экспоненте. В самом начале жизни, на этапе деления клеток, начинается их дифференциация и специализация; со временем из них формируется кожа, пальцы ног, кровеносные сосуды, сухожилия, клетки поджелудочной железы и головного мозга – в общем, все органы и части человеческого организма. Примерно на четвертой неделе созревания плода на эхограмме можно увидеть зарождающийся мозг. О чем думает этот молодой формирующийся мозг, или он лишен мысли и ждет рождения, чтобы начать свою умственную жизнь?
Древнегреческие врачи Герофил и Эразистрат открыли нервную систему в III веке до нашей эры, определив мозг как место обитания мысли. Пожалуй, было бы справедливо назвать их первыми нейробиологами. Ранее Аристотель и другие мыслители считали, что функция мозга – охлаждать кровь, учитывая множество извилин и складок в нем. Говорят, что Библия учит нас главенству этики, а древние греки – главенству знаний и рациональности[96]. Хотя стоит отметить, что в Библии все же есть упоминания о мозге, в частности здесь: Иов, 12:3 (ответ Иова Софару: «Но и у меня есть разум, как у вас»), а также Иеремия, 5:21 («Выслушай это, народ безрассудный и безумный: есть у этих людей глаза, но они не видят, уши есть у них, но они не слышат»)[97]. Эти слова были написаны примерно за три сотни лет до того, как Герофил и Эразистрат приступили к изучению мозга. Как авторам Ветхого Завета удалось узнать об этом за столетия до древних греков – это вопрос к теологам, историкам литературы и науки, а не к простому нейробиологу вроде меня.
На четвертой неделе созревания плода можно распознать четыре структуры головного мозга. Одна из них, глазной пузырь, образует основные элементы зрительной системы, такие как зрительный нерв, сетчатка и радужная оболочка. Еще через неделю начинает выделяться ствол мозга и мозжечок, в том числе те нейронные сети, которые со временем будут управлять движением, циклами сна и бодрствования и терморегуляцией. Темп роста количества нейронов в утробе матери достигает 250 тысяч в минуту[98]. Все эти специализированные системы с их скромным происхождением из одной клетки обретают свое место в головном мозге и теле. Ранние недифференцированные клетки называют стволовыми, поскольку они подобны стеблю («стволу») цветка, который со временем образует лепестки и листья, пестики и тычинки – все составляющие цветка. Поскольку стволовые клетки способны стать чем угодно, их используют на переднем крае борьбы за восстановление стареющих и поврежденных тканей, а также поиска методов лечения болезней. На раннем этапе исследований эти клетки можно было получить только из выброшенных человеческих эмбрионов. Во время президентства Джорджа Буша – младшего разгорелись споры об этичности подобного подхода. Однако в 2017 году, когда ученые нашли способ выделять стволовые клетки из клеток кожи взрослого человека, дискуссии утратили актуальность. Стволовые клетки можно использовать в рамках целого ряда методов медикаментозного лечения. На протяжении следующих 20 лет мы вполне можем стать свидетелями того, как терапия с их применением заменит контактные линзы и слуховые аппараты, увлажнители для кожи и заместительную гормональную терапию, а также лечение диабета и рака. Возможно, она даже сможет повернуть вспять распад «следов» памяти.
По мере деления и дифференциации клеток плода постепенно формируются различные фрагменты головного мозга. Один из первых таких фрагментов – зрительная система, сразу же за которой формируются другие анализаторы чувственного восприятия. На двадцатой неделе развития плода слух полностью функционирует[99]. Развивающийся плод слышит окружающий мир через фильтр околоплодных вод, стенок матки и мышц – этот звук напоминает то, что вы услышали бы, опустив голову под воду в ванной или бассейне. Плод способен отмечать изменения громкости, тона, ритма и продолжительности звуков. На основе этой информации развивающийся мозг начинает собирать свою схему, формировать нейронные связи, которые задают саму природу и структуру звукового мира в рамках подготовки к жизни за пределами материнской утробы. На этом этапе мозг плода выделяет басовые партии и аккорды музыки наряду с тоном и ритмическим рисунком речи. Через год после рождения младенец демонстрирует свои предпочтения или осведомленность об определенных звуковых образах, с которыми он сталкивался в утробе матери.
На двадцать восьмой неделе плод открывает глаза и даже начинает моргать. Нос развивается на седьмой неделе, но две крохотные ноздри, которые формируются примерно на одиннадцатой неделе, остаются закрытыми до 27-й недели. В этот период будущий ребенок начинает ощущать запахи и узнает аромат матери – это важная часть связи между младенцем и матерью, обеспечивающая подготовку ребенка к будущему кормлению грудью, поскольку запахи в утробе матери аналогичны по химическому составу запаху грудного молока. По данным новых исследований, младенец узнает запах матери еще до освобождения ноздрей от слизистых пробок, поскольку околоплодная жидкость протекает сквозь его ротовую и носовую полость.
Почему человек находится на вершине пищевой цепи?[100] Мы не самые быстрые бегуны – даже кошка бегает быстрее. Мы поднимаем не самый большой вес. У нас нет клыков, как у льва, смертельно опасного яда, как у гремучей змеи, брони, как у носорога. В школе нас учат, что это обусловлено отстоящими большими пальцами и применением орудий труда. В действительности же все дело в головном мозге.
Все наши мысли и опыт опосредованы мозгом, структурными единицами которого являются специализированные клетки – нейроны. Мозг взрослого человека содержит в среднем 85 миллиардов нейронов. Электрический механизм головного мозга потребляет огромный объем «топлива» – примерно 20 процентов запаса энергии всего организма, хотя на сам мозг приходится всего 2 процента веса тела. Считается, что мозг потребляет 20 ватт энергии; в 1978 году такой мощности было достаточно для питания стереосистемы моего автомобиля при полной нагрузке.
Мозг младенца во многом похож на большой участок невозделанной земли, а его развитие равносильно прокладке трактором колеи в высокой траве. Нейрон – это особая клетка, предназначенная для передачи информации в виде нервных импульсов. Длинная линия передачи нейрона, аксон, подобна автомагистрали. Его ответвляющиеся дендриты напоминают оживленный город с дорогами местного значения, подъездными путями, улицами, проездами и узкими переулками. В обоих случаях имеются существенные ограничения. Не так легко проложить дорогу по твердой гранитной почве или сквозь гору; не каждый нейрон может образовать синапс (установить связь) с любым другим нейроном. Топографические пределы головного мозга ограничивают создание некоторых видов связей и способствуют формированию других. Допустим, на вашем участке невозделанной земли есть тропы, уже протоптанные оленями, – это и будет самый простой способ построить дорогу. Кроме того, в одних местах выгоднее иметь тропу, чем в других, скажем, колодец. Мозг получает общие инструкции о топографии местности на основе информации, закодированной в ДНК, которую можно назвать маршрутной картой, содержащей, помимо всего прочего, все оленьи тропы.
За первый год жизни в мозге происходит рост огромного числа нейронов. В этот период также увеличивается и количество новых связей – более одного миллиона в минуту в момент рождения[101], а к шести месяцам до двух миллионов новых связей в минуту[102]. Нейроны в мозге младенца начинают устанавливать связи друг с другом по мере того, как он постигает окружающий мир; каждая из них представляет тот или иной элемент опыта, воспоминание или восприятие. Когда малыш узнаёт, что после появления солнечного света ранним утром ему дают пищу или что плач привлечет того, кто поменяет подгузник, в его мозге возникает электрохимическая реакция. В крохотном пространстве между двумя нейронами формируется новая связь, называемая синапсом. После установления синаптической связи между нейронами их электрическая активность синхронизируется, или, как говорят нейробиологи, они срабатывают одновременно. Подобная активация нейронов во взаимодействии составляет суть мысли, обучения, памяти и опыта. Связи такого рода образуются во всем мозге, причем число связей каждого отдельного нейрона может доходить до тысячи. Выполнив необходимые вычисления, вы обнаружите, что к наступлению взрослого возраста в человеческом мозге формируется больше связей (больше возможных мыслей и состояний мозга), чем существует частиц в известной нам Вселенной. Возможно, это и есть одна из причин того, почему нам так трудно прогнозировать поведение друг друга.
Примерно с шести месяцев нейронные пути, передающие электрические импульсы, начинают действовать более эффективно благодаря биологически изобретательному механизму эволюционной адаптации, который обеспечивает их изоляцию. Слой миелина – жирного электроизолирующего биологического материала – покрывает линии передачи и увеличивает их скорость. Миелин белого цвета, тогда как тела нейронов серые. То, что мы называем
Существуют сотни видов нейронов. Как одна клетка (оплодотворенная яйцеклетка) порождает каждый из них? Белки определяют, как нейроны обретают свою идентичность, а также как и когда аксоны и дендриты образуют отростки по направлению к целевым клеткам и формируют синаптические связи. Гены белка в вашей ДНК содержат инструкции, как и когда создавать соответствующие белки. В двадцати трех парах хромосом человека примерно 20–25 тысяч белок-кодирующих генов[103]. (Количество генов, не кодирующих белки, составляет около 26 тысяч. У некоторых людей не хватает одной хромосомы в паре, из-за чего у них диагностируют моносомные заболевания, такие как синдром Тернера, тогда как у других есть третья хромосома, что вызывает трисомные заболевания, например синдром Дауна.)
Рост и развитие нервной системы зависят от экспрессии определенных генов в определенных местах в определенный момент периода развития. Большинство основных инструкций в отношении формирования нервной системы можно найти в организмах, разделенных миллионами лет эволюции. ДНК человека на 99 процентов совпадает с ДНК шимпанзе[104]. А как насчет бананов, которые так любим мы и наши родственники-обезьяны? Наша ДНК на целых 60 процентов совпадает с ДНК банана, а также с ДНК вьющейся вокруг него плодовой мушки. Это объясняется тем, что многие гены, необходимые для ведения клеточного «домашнего хозяйства» (для выполнения базовых клеточных функций, репликации ДНК, управления жизненным циклом клетки, содействия делению клеток), есть у всех растений и животных.
Эти генетические «схемы» возникли в далеком прошлом. Общий предок человека и шимпанзе жил от 4 до 13 миллионов лет назад. А ДНК человека с ДНК банана частично совпадают потому, что животные и растения произошли примерно 3–4 миллиарда лет назад от общего предка по имени LUCA (от англ. last universal common ancestor – «последний универсальный общий предок»). Благодаря этому генетическому сходству нейробиологи получили б
Мозгу младенца предстоит сначала исследовать окружающий мир, а затем создать нейронные сети, отражающие это понимание. Некоторые представления о мире кажутся изначально запрограммированными[105], например осознание – в возрасте двух месяцев – того, что предметы падают вниз, а не вверх. Но являются ли такие представления врожденными или приобретенными – до сих пор предмет дискуссий. К этому возрасту младенцы накапливают большой опыт взаимодействия с окружающим миром.
Две функции мозга, исследование и создание нейронных сетей, эффективно дополняет третья важная функция, достигающая пика своего развития в преклонном возрасте, – прогнозирование. Наш мозг пытается находить закономерности как в физическом мире, так и в мире идей, а также делать прогнозы о них. Так происходит формирование категорий, построение логических выводов и решение задач – другими словами, выполнение операций в рамках высшей когнитивной деятельности.
Мозг начинает воспринимать информацию еще в тот период, когда плод находится в утробе матери, но делает это в состоянии, которое лучше всего описать как полубодрствование – сонное состояние. Как зарождающийся, формирующийся мозг «включается», чтобы функционировать на постнатальном уровне? Нейробиолог Эван Балабан описал мозг эмбриона следующим образом:
Большинство из нас, биологов, рассчитывают увидеть нечто напоминающее деятельность взрослого мозга, разве что не в такой степени. Мы ожидаем медленного начала и постепенного развития этого процесса. Однако вплоть до самого рождения плода наблюдаем множество различных состояний, в которых находится мозг, и ни одно из них не имеет ничего общего с пребыванием в сознании[106].
Что представляют собой эти состояния – нечто напоминающее сон, или пребывание в коме, или что-то совершенно иное? Для того чтобы ответить на этот вопрос, Балабан (а он разбирается в электронике) разработал небольшой передатчик, способный записывать волны мозговой активности эмбрионов. Мы уже знаем, что при обычных обстоятельствах мозг эмбриона не получает значительной стимуляции из внешнего мира, но дополнительные стимулы извне очень сильно влияют на его развитие. Обеспечение такой стимуляции новорожденному имеет решающее значение для нормального развития мозга, а отсутствие может повлечь за собой ужасные последствия.
В момент рождения рецепторы пяти чувств (зрение, слух, осязание, вкус, обоняние) продолжают выполнять работу, начатую в утробе матери, прокладывая себе путь к соответствующей области мозга, для того чтобы доставить в ваше сознание отпечаток объектов внешнего мира. Однако для дальнейшего роста им необходима перцептивная стимуляция. В этот период для младенца все в новинку – ощущение того, как молоко течет по горлу, звук голосов в коридоре, многоцветность окружающей среды.
На протяжении примерно шести первых месяцев жизни мозг младенца не способен четко различить источник информации, поступающей через органы чувств; зрение, слух, обоняние, осязание и вкус младенца образуют единую перцептивную репрезентацию – психолог Уильям Джеймс назвал это «цветущим и жужжащим беспорядком»[107]. Как поется в песне группы Grateful Dead, «беда с тобой, беда со мной. У тебя есть два глаза, но ты все равно не видишь». Те области, которые со временем станут слуховой, сенсорной и зрительной корой головного мозга, эмпирически не дифференцированы, а информация, поступающая от различных сенсорных рецепторов, способна устанавливать контакт с различными областями мозга в ожидании синаптического прунинга (удаления избыточных связей), который будет осуществляться на более позднем этапе жизни.
Под влиянием всех этих сенсорных помех все ощущения сливаются, и младенец получает беспорядочный поток сенсорных впечатлений. Визуальные стимулы, поступающие через глаза, смешиваются с информацией, поступающей через уши, нос, рот и кожу. Младенец первых месяцев жизни находится в состоянии «психоделического великолепия», в котором зеленый свет может иметь вкус, а голос матери вызывать ощущение тепла и гладкости на коже. Некоторые младенцы так и не достигают сенсорной дифференциации, в связи с чем у них развивается синестезия[108]. По некоторым данным, взрослые, у которых наблюдаются определенные формы деменции, могут вернуться в это состояние; существует предположение, что именно это отчасти объясняет, почему некоторые люди преклонного возраста внезапно начинают проявлять интерес к искусству.
Наше младенческое «я» учится разделять сенсорные данные только во взаимодействии с окружающим миром: так мы узнаем, что звуки имеют внутреннее ментальное качество, отличающееся от вкуса. Научившись дифференцировать ощущения, мы проходим этап повторного интегрирования информации, поступающей от органов чувств. Мы узнаем, что, когда у кого-то двигаются губы, из них обычно исходит звук; что падение чего-либо на землю обычно сопровождается звуком и, возможно, вибрацией; что резкий запах означает острый вкус.
Пока все это происходит, младенческий мозг стремительно развивается[109], образуя гораздо больше связей, чем ему понадобится; аксоны и дендриты соединяются с б
Примерно с двухлетнего возраста начинается процесс прунинга продолжительностью в 20 лет: мозг избавляется от неиспользуемых синаптических связей. К 10 годам отсекается около 50 процентов связей, сформировавшихся до двух лет, и процесс продолжается до 20 с лишним лет. Некоторые психические заболевания взрослых (с поздним началом), такие как шизофрения, вероятно, обусловлены неполным прунингом префронтальной коры в подростковом возрасте[111]. Вы можете спросить: «А почему бы нейронам не установить связи со всеми остальными нейронами навсегда?» Во-первых, в таком случае мозг стал бы огромным – 20 километров в диаметре![112] Во-вторых, прунинг позволяет нам сформировать эффективный мозг в ответ на условия, в которых мы находимся. Прунинг заставляет мозг специализироваться, создавать локальные сети, способные функционировать независимо от других сетей и автоматизировать определенные задачи[113]. В конечном счете образуются тысячи модулей, и каждый выполняет свою функцию.
Рассмотрим в качестве примера речевое развитие. Младенческий мозг восприимчив к изучению любого языка. Мы рождаемся с нейронными сетями, которые выделяют форму и структуру отдельных согласных и гласных звуков, грамматики, синтаксиса и всех остальных элементов языка. Ребенок китайских родителей предрасположен к изучению китайского языка не в большей мере, чем к изучению испанского. На каком языке будет говорить малыш, зависит от того, какому воздействию будет подвержен его мозг. По всей видимости, количество языков, которые может изучать очень маленький ребенок, неограничено. Исследования опровергли старую «народную мудрость», что якобы многоязычный ребенок лишь частично владеет каждым из языков, на которых говорит. Разные языки сосуществуют в головном мозге, не мешая друг другу. Иначе говоря, дело не в том, что максимальный объем вашего словарного запаса составляет 30 тысяч слов и вам необходимо делить его между тремя или четырьмя языками, – каждый язык получает свое место для хранения словарного запаса в головном мозге, и предела пока никто не нашел.
Зиад Фазах внесен в Книгу рекордов Гиннесса как человек, который разговаривает на 59 языках. (Сам он утверждает, что свободно владеет «всего» пятнадцатью языками одновременно и что ему необходимо немного попрактиковаться, чтобы свободно разговаривать на остальных языках, которые он знает.) Поэт XVII столетия Джон Мильтон владел английским, латынью, французским, немецким, греческим, ивритом, итальянским, испанским, арамейским и сирийским языками. Один из самых поразительных известных мне полиглотов – когнитивист Дуглас Хофштадтер; он увлекается переводом стихотворений с одного языка на другой, наблюдая при этом формальные и структурные ограничения поэтической формы. Я слышал, что однажды он перевел стихотворение, написанное 500 лет назад на старофранцузском языке, на современный английский, шекспировский английский, французский, итальянский, немецкий и русский языки, пытаясь сохранить метрические особенности оригинала. Он выполнил даже перевод на английский, в котором первая буква каждой строки соответствовала названию стихотворения и имени поэта.
Как со всем этим связан синаптический прунинг? Мозг младенца способен освоить примерно тысячу звуков языков мира[114]. Когда малыш слышит определенное подмножество звуков в своей среде, его мозг выстраивает соответствующие нейронные связи. Ни один ребенок не слышит всю тысячу звуков одновременно, а многое из того, что он все-таки слышит, ему не понадобится – например, речь иностранца, прошедшего мимо на улице, или искаженные звуки, произнесенные человеком с набитым ртом. Мы так быстро и легко распознаем родную речь, потому что в нашем мозге нет конкуренции со стороны других языков, которые были отсечены. Этот эффективный механизм приносит пользу даже полиглотам, поскольку, когда они погружаются в разговор на определенном языке, их мозг настроен на восприятие звучания именно этого языка, что приводит к активации нейронов, соответствующих этим звукам, а нейроны, представляющие другие звуки, остаются в тени.
Процесс прунинга и создания синаптических связей в значительной мере основан на способности головного мозга воспринимать большое количество данных и организовывать их в порядок и структуру. Представьте себе, что мир – это статистическая система, формирующая мозг в ходе повторяющихся взаимодействий. В этом смысле мозг – гигантская машина статистического анализа.
Мы обучаемся благодаря совместной встречаемости тех или иных объектов. Маленькие дети узнают, что сочетание звуков st в начале английских слов start и stop представляет общий кластер начальных звуков английских слов, но не испанских. (Испанцы, разговаривая по-английски, прибавляют гласный звук к слову start и произносят его как estart.) Маленькие дети узнают, что сочетания wszszn нет в английском языке, хотя оно есть в польском. Статистический вывод – это основа и для других знаний. Мы узнаем, что прикосновение к горячей конфорке газовой плиты определенно вызывает боль. Плач младенца, по статистике, обычно приводит к тому, что рядом с ним появляется мама.
Чем больше опыта вы накапливаете в чем-то, тем лучше ваша база данных о том, что является нормой, и тем точнее становятся ваши мысленные репрезентации. Маленький ребенок, услышавший тридцать примеров употребления звука «ă», менее эффективно распознает его по сравнению с подростком, который слышал этот звук 30 тысяч раз. Такой статистический вывод применим не только к языку, но и практически ко всему, что мы изучаем. Так, мы учимся читать, распознавая буквы алфавита даже тогда, когда они начертаны разными шрифтами, а также теми шрифтами, которых мы никогда не видели. Наш мозг знает, как в среднем выглядит буква «a», и, подобно магниту, приводит различные варианты формы этой буквы к среднему. Таков общий принцип перцептивного обучения. Квадраты, круги, красный цвет, собаки, дома, столы, чашки, гамбургеры – мозг формирует для всего этого категории, опираясь на множество увиденных примеров. Мы выходим на такой уровень, когда при виде искаженного и геометрически невозможного треугольника, не похожего ни на что виденное нами ранее, все равно распознаем в нем треугольник.
Взаимодействие с окружающей средой посредством движения и исследования тоже играет важную роль для нормального нейронного роста и развития. В младенческом возрасте именно так мы учимся протягивать руку и хватать, у нас формируется восприятие глубины и важные зрительно-двигательные схемы. Успешное установление контакта с движущейся целью, такой как вращающаяся игрушка над кроваткой, или способность поймать мяч – важные действия, имеющие особое название,
Интерцептивная синхронизация заставляет отрабатывать и развивать сети прогнозирования в головном мозге: нам необходимо уметь предсказывать местоположение движущихся объектов в будущем на основании их нынешнего местоположения, скорости и направления движения. Аналогичные вычисления нужно выполнить и при перемещении руки, для того чтобы откалибровать хватательное движение. Все эти действия подчиняются чувству количества и порядка. Возможно даже, перцептивная синхронизация – обязательное условие владения языком, поскольку для его успешного использования требуется умение определять последовательность во времени. Для понимания устной или письменной речи звуки, возникающие достаточно близко друг от друга во времени, нужно располагать в правильном порядке. Слово
Интерцептивная синхронизация – одна из форм нейропластичности, или способности мозга изменять свои нейронные схемы с учетом информации о внешней среде для обеспечения зрительно-моторной координации на основании опыта.
Развитие мыслительных способностей – это сложный четырехсторонний процесс с участием генетических инструкций, которые содержит ДНК, топографии мозга, стимуляции со стороны внешней среды, а также культуры, в которой мы растем. Развитие коры головного мозга зависит от опыта. В момент рождения перцептивная система ожидает поступления информации, которую она сможет ассимилировать, чтобы выстроить соответствующие нейронные связи. Отчуждение маленьких детей от нормальной среды, как социальной, так и физической, во время ранних критических периодов развития может привести к серьезным негативным последствиям на более поздних этапах жизни. Термин «критический период» употребляется для описания временн
Если вы изучали психологию, то помните некоторые известные примеры. У котят, лишенных поступления зрительной информации в критический период, так и не сформировалось нормальное зрение. У котят, которым надели повязку, мешавшую одному глазу получать зрительную информацию, бинокулярное зрение или восприятие глубины не сформировалось даже после того, как повязку сняли. Котята, выросшие в темноте, так и не научились видеть, хотя с глазами у них было все в порядке. (В настоящее время многие ученые выражают сожаление по поводу того, что в 1950-х годах подобные эксперименты считались этичными.) Над людьми эксперименты не проводились, однако у детей, родившихся слепыми на один глаз, зрение которых было восстановлено после критического периода (посредством удаления катаракты, например), восприятие глубины тоже не сформировалось. Здесь ключевой момент заключается в том, что поступающие через глаза сигналы сообщают зрительной коре, когда расти и как организовать свою работу. То же самое касается других систем чувственного восприятия.
Как и в случае зрения, нормальное развитие аудиальной системы требует информации из окружающей среды. Для младенцев с потерей периферического слуха также важен критический период. Чтобы кохлеарные импланты, обеспечивающие поступление входной информации, функционировали действительно эффективно, необходимо вживлять их в самом начале жизни[116]. Имплантация в подростковом или более позднем возрасте не приводит к нормальному восприятию речи, хоть и обеспечивает преимущество в плане выживания, позволяя реципиенту слышать звук приближающихся объектов, которых он не видит, как в случае движущегося позади автомобиля.
Существует ряд предубеждений насчет развития головного мозга. Так, считается, что звуковые стимулы, поступающие через уши, проложат себе путь к слуховой коре. Однако если опыт не подтверждает этот стереотип (например, из-за поражения периферического слуха), происходит нечто иное. Следовательно, в ранние годы мозг подобен глине, из которой в определенных пределах можно вылепить нечто в соответствии с окружающей (почти любой) средой.
Десятки лет мы считали, что для освоения любого языка детям необходимо получать слуховую информацию. Из последнего же исследования, результаты которого были опубликованы в 2018 году, стало известно, что для освоения статистических основ языка мозгу необходим не
Освоение языка и сенсорное обучение в целом возможны только благодаря нейропластичности, способности мозга меняться. Это свойство называется так потому, что нейронные связи податливы и гибки, словно мягкий пластик. Мозг наиболее приспособляем на протяжении первых нескольких лет жизни. К счастью, в определенной мере нейропластичность сопровождает нас на всем жизненном пути, даже в преклонном возрасте.
Период пребывания плода в утробе матери обычно не называют критическим, хотя он, несомненно, таковым есть. Плод живет в организме матери, разделяя с ней кровоснабжение и питательные вещества, поэтому все может закончиться очень плохо, если женщина потребляет вещества, нарушающие нормальное развитие его нервной системы. Стероиды, гормональные препараты, алкоголь, героин, опиаты и другие рецептурные лекарственные препараты – все это вызывает различные нарушения. В мои времена стал широко известен случай с талидомидом, который с 1957 года выписывали беременным от утренней тошноты[119]. Более 10 тысяч детей женщин, принимавших этот препарат, родились с неправильно сформированными руками и ногами; у них были искривлены кисти рук, руки заканчивались в локтевом суставе, а большие пальцы рук отсутствовали. Прием таких антидепрессантов, как паксил и прозак, в редких случаях приводил к пороку сердца и патологии легких. Была также установлена связь между приемом валиума и других успокоительных в первом триместре беременности и формированием лицевой расщелины (волчьей пасти) и других пороков. Развитие плода зависит не только от матери. Если отец страдает алкогольной зависимостью, то риск формирования недостаточно развитых органов, снижения способности к преодолению тревожности и возникновения двигательных дефектов повышается[120]. Сегодня нам известно, что угрозу здоровью плода представляет вирус Зика, вызывающий микроцефалию (развитие мозга меньше нормального размера). Существует много синдромов со сложными названиями, и все они обусловлены одним фактором – вмешательством в среду обитания плода.
Младенцы, лишенные физического или эмоционального контакта с родителями или опекунами, сталкиваются с трудностями в социализации, которые могут сохраняться в течение всей жизни. Младенцы нуждаются не только в пище и сне: им необходимы душевное тепло и объятия, а когда они начинают ползать и ходить, у них возникает потребность во взаимодействии со взрослыми. То же самое касается разных биологических видов, а не только млекопитающих[121], а также разных возрастных категорий. Социальное развитие ребенка – хрупкая система, а здоровое, правильное воспитание не данность, особенно среди людей, у которых тоже не было хороших родителей. Непоследовательные в своих привязанностях и внимании родители наносят детям психологический вред. Многие дети, которым не посчастливилось иметь благополучные отношения с родителями, вырастают не способными доверять людям.
В головном мозге есть зоны и системы, отвечающие за определенные виды мыслительной деятельности, – например, мы говорим о слуховой, зрительной или моторной коре, а также областях мозга, где формируются вкусовые ощущения. В случае нормального развития мозга глазные нейроны находят путь к зрительной коре. Аналогичным образом рецепторы формирующегося языка плода прокладывают себе путь ко вкусовой зоне коры головного мозга, для того чтобы определенная комбинация импульсов интерпретировалась как кислое или сладкое[122]. Нейроны внутреннего уха растут до тех пор, пока не достигнут слуховой коры, останавливаясь сначала на пяти промежуточных станциях, которые помогают подготовить звук к тщательной обработке. Для тех из вас, кого интересуют детали: промежуточные станции – это улитковые ядра в стволе головного мозга, верхний оливарный комплекс, нижнее двухолмие, верхнее двухолмие (для управления поворотом головы в направлении резких звуков), а также медиальное коленчатое тело.
А что же люди, которые родились глухими? Разве их мозг не получает информации от органов слуха? Когда это происходит, мозг во многих случаях адаптируется, перестраиваясь для максимально эффективной работы. Визуальные стимулы, особенно передающие данные о коммуникации (как в случае языка жестов), прокладывают себе путь к так называемой слуховой коре, используя этот участок нейронной «недвижимости» для коммуникативного взаимодействия. В языке жестов есть синтаксис и грамматика, как и в разговорном языке (такой язык не представляет собой совокупность неструктурированных жестов); кроме того, при его использовании задействуются многие из тех же областей мозга, что и в речи. В соответствии с описанным выше принципом критических периодов для развития навыков речи младенцы с врожденной глухотой должны познакомиться с языком жестов или получить кохлеарные импланты в это время, иначе они так и не смогут свободно владеть языком.
Точно так же у слепых людей, читающих по шрифту Брайля, включается зрительная кора головного мозга, а информация, полученная посредством касания пальцев, направляется в те зоны, которые обычно активируют визуальные стимулы. Нейропластичность предоставляет людям с врожденной слепотой механизм компенсации, благодаря которому измененная церебральная организация делает возможной активацию зрительной коры шрифтом Брайля (тактильным чтением), так же как и восприятие речи[123].
Как происходит такая функциональная реорганизация мозга, до сих пор не ясно. Мы не знаем точно, как «слуховые» нейроны находят зрительную кору или как «зрительные» нейроны находят слуховую кору. Что произошло бы, если бы стимулы от вкусовых рецепторов языка поступали в зрительную, а не во вкусовую кору? Неужели мы видели бы различные вкусы? Под влиянием кислого вкуса в ваших глазах возникал бы определенный цвет или форма? Возможно, именно это происходит с младенцами на раннем этапе отсутствия дифференциации, в период «психоделического великолепия».
В ходе серии уникальных экспериментов исследователи стали понемногу изучать этот вопрос. Команда под руководством Мриганки Сура из Массачусетского технологического института заблокировала путь от сетчатки к зрительной коре у маленьких хорьков[124]. Как думаете, к какой области мозга подключились нейроны сетчатки, после того как их обычный путь был заблокирован? Они не только проложили себе дорогу к слуховой коре, но и создали в ней своего рода топографическую карту зрительного мира хорьков. Существование такой кросс-модельной пластичности может объяснять, почему у некоторых слепых или глухих людей развиваются незаурядные способности, связанные со здоровыми органами чувств.
Младенчество – период перцептивного и умственного развития, но до его завершения это, можно сказать, также период некоторой путаницы и отсутствия контроля над своим телом. В таком случае старение в каком-то смысле подобно младенчеству, потому что мы можем страдать недержанием или потерять способность самостоятельно питаться. Нам трудно понимать речь и не всегда удается выражать себя так свободно и беспрепятственно, как хотелось бы. С возрастом способность к сенсорной интеграции понемногу угасает, но в целом людям преклонного возраста в большей степени свойственно использовать слуховую и зрительную информацию в совокупности – к счастью[125]. По сравнению с молодыми людьми пожилым требуется больше времени на то, чтобы запечатлеть в памяти новую информацию.
С возрастом большинство из нас сталкиваются с целым диапазоном проблем интеллектуального характера, возникающих по разным причинам. Вследствие образования бляшек и частичной блокировки артерий (атеросклероза) нарушается кровообращение. Снижение способности вырабатывать нейрохимические вещества приводит к менее эффективной активации нейронов[126]. Концентрация дофамина падает примерно на 10 процентов каждые 10 лет, а уровень серотонинового и нейротрофического фактора мозга с возрастом тоже снижается[127]. Многолетнее потребление алкоголя может привести к отмиранию нервных клеток и сокращению объема мозга[128]. Снижение эффективности синаптических связей влечет за собой общее замедление мыслительных процессов. С возрастом ослабевает или полностью утрачивается способность к регенерации изолирующей миелиновой оболочки, окружающей аксоны, что приводит к сокращению электропроводимости мозга. И наконец, после 35 лет у большинства взрослых людей объем мозга начинает постепенно уменьшаться. К 60 годам мозг становится меньше на 5 процентов за одно десятилетие, а к 70 годам этот процесс еще больше ускоряется[129]. Все эти факторы приводят к общему замедлению когнитивных функций[130].
В значительной мере объем и вес головного мозга уменьшаются за счет сокращения префронтальной коры и гиппокампа. Префронтальная кора участвует в постановке целей, составлении планов, разделении крупного проекта на части, контроле импульсивности и принятии решений о том, на что следует направить внимание. Как я уже говорил, эта область мозга формируется в детстве в последнюю очередь и становится полностью развитой уже после достижения половой зрелости, к 30 годам. С учетом того, что префронтальная кора связана с контролем импульсивности, в ходе ряда судебных разбирательств адвокаты защиты утверждали, что двадцатилетних молодых людей не следует привлекать к ответственности за нарушение закона, поскольку у них полностью не сформирована префронтальная кора, что позволило бы им контролировать свои порывы, как взрослым.
Кроме того, при старении префронтальная кора первой демонстрирует признаки износа. «Одна из самых серьезных проблем людей преклонного возраста – это ухудшение способности следить за своими мыслями и не отвлекаться под влиянием внешних факторов, – говорит Арт Шимамура. – Хорошее состояние мозга в значительной мере зависит от сохранения здоровой и активной префронтальной коры. Чем чаще мы ее задействуем в повседневной деятельности, тем лучше сможем контролировать свои мысли и мыслить гибко»[131].
Еще одна область мозга, хорошая работа которой необходима для интеллектуальной вовлеченности, – медиальная височная доля, расположенная за ушами. В ее составе есть область в форме морского конька под названием «гиппокамп», которая имеет большое значение для хранения и извлечения воспоминаний. Представьте, что вы с друзьями отправились на спектакль. Префронтальная кора вызывает у вас желание прочитать программу, чтобы понять, о чем говорят ваши спутники, и придумать подходящий ответ. После начала спектакля именно эта зона сдерживает ваш порыв разговаривать или кричать во время представления. Между тем медиальная височная доля связывает свойства текущего опыта с предыдущими, аналогичными элементами – например, когда вы были на спектакле, или в этом театре, или ходили куда-то вместе с этими же друзьями. Кроме того, эта же часть мозга помогает сохранить все эти мысли и элементы опыта, чтобы восстановить их в будущем. Без ее участия все связи были бы утрачены и вы не смогли бы впоследствии вспомнить этот опыт как отдельное событие. А без гиппокампа, проснувшись следующим утром, даже не вспомнили бы, как хорошо провели время.
Еще один серьезный фактор снижения умственных способностей при старении связан с разрушением миелина – жировой прослойки, обволакивающей аксоны и служащей изоляцией. С возрастом, начиная примерно с 50 лет, тракты белого вещества, или проводящие пути мозга, аксоны в миелиновой оболочке, деградируют, а ремиелинизация замедляется настолько, что больше не может продолжаться[132]. Тогда как серое вещество лобной доли мозга и гиппокампа человека за период от 30 до 80 лет сокращается в среднем на 14 процентов, объем белой материи уменьшается в среднем на целых 24 процента. Более того, в отличие от серого вещества, демонстрирующего постепенное сокращение с течением времени, количество белого вещества уменьшается особенно стремительно в возрасте от 70 до 80 лет. Дело не в исчезновении самих трактов, а в том, что утрата изоляционного материала влечет за собой неправильную активацию нейронов и нарушения в передаче электрических сигналов, а также замедляет мыслительный процесс.
Все это приводит к общему замедлению всех процессов у пожилых людей, что негативно сказывается на их умственных системах, в том числе на скорости восприятия информации, памяти, принятии решений и моторных функциях. В свою очередь, этим могут объясняться проблемы с памятью и другие аспекты когнитивного замедления, поскольку наибольшим повреждениям подвержены тракты белого вещества, расположенные в префронтальной коре и гиппокампе.
Следовательно, с учетом снижения эффективности функционирования префронтальной коры наряду с общим сокращением объема головного мозга и белого вещества становится понятно, почему людям преклонного возраста труднее интегрировать информацию, поступающую из разных источников, и руководствоваться ею, а также почему им сложно выполнять несколько задач одновременно. Именно по этой причине в позднем возрасте нам труднее как фокусировать внимание, так и переключать его на что-то другое. Поэтому мы отвлекаемся и нам сложно осваивать новые технологии, особенно новые мобильные телефоны. Наш мозг замедлился и уменьшился, а сформированному многолетними привычками мозгу легче иметь дело со знакомыми ситуациями, а не пытаться справляться с новыми.
Вы можете испытать это замедление на себе. Возьмите ручку, удерживая ее в вертикальном положении между большим и указательным пальцами у пишущего конца. Разожмите руку и, когда ручка начнет падать, попытайтесь как можно быстрее ее схватить. Измерьте, какая часть ручки прошла сквозь пальцы. Сравните полученный показатель с показателями более молодых людей или ведите записи на протяжении месяца, чтобы отметить, сохранится ли скорость или начнет замедляться.
Важнейший шаг для поддержания здоровья нервной системы связан с сохранением миелина, который на 80 процентов состоит из липидов. Способность организма синтезировать это вещество обеспечивается потреблением жиров. Без жиров, поступающих из пищи, или при сниженной способности их метаболизировать происходит еще большее разрушение миелинового слоя, вызванное одним только старением. Не всегда трудности с извлечением слов из памяти и потеря кошелька связаны с демиелинизацией, но улучшение и поддержание обратного процесса действительно приносит пользу. Для этого есть два легких способа – есть жирную рыбу и получать достаточно витамина B12. Наверное, вы слышали о том, что рыба – пища для мозга, и это действительно так. Рыбий жир содержит жирные кислоты омега-3, которые организм использует для создания миелина и может даже восстанавливать это вещество, поврежденное в результате черепно-мозговой травмы.
Поделиться книгой: