То, что мозг способен изменяться, доказывают и с другой стороны — через исследование снимков мозга. Эксперименты показали, что, если волонтер обучался новому навыку, его мозг менялся физически: на снимках увеличивалась область мозга, в которой навык должен был закрепиться. Лучше всего, пожалуй, известно исследование Элеанор Магуайер, проведенное среди лондонских таксистов. За последнее десятилетие она сумела доказать, что задняя часть гиппокампа, ответственная за пространственную память, увеличилась у таксистов, которые потратили много времени на запоминание города — чтобы пройти тест «Знание», который проверяет, насколько им известны 320 маршрутов, 250 000 улиц и 20 000 ориентиров центральной части города.
На то, чтобы пройти «Знание», уходит от двух до четырех лет, тест действительно адски сложный. Магуайер выяснила: чтобы справиться с этой задачей, мозгу приходится вкладывать больше ресурсов в пространственную память, выращивая дополнительное серое вещество в гиппокампе. И так как места в этой, и без того переполненной, части мозга не особенно много, потесниться и уменьшиться пришлось соседнему переднему гиппокампу. Именно этим, как предположили исследователи, было обусловлено ухудшение результатов водителей в заданиях на зрительную память.
Есть и другие примеры того, как растут и уменьшаются отделы мозга в ответ на обучение. Например, исследования показали, что области, связанные с мелкой моторикой и обработкой звука, у музыкантов значительно больше, чем у обычных людей. И объем этих изменений соответствует количеству времени, потраченному на занятия. Это доказывает, что решающее значение в развитии мозга имеет практика, а вовсе не врожденные преимущества. Причем практика не обязательно должна быть длительной. Так, размер областей мозга, отвечающих за обработку информации о быстро двигающихся объектах, увеличивался у новичков-жонглеров всего через несколько недель занятий.
Все эти исследования широко известны, их проводили уважаемые ученые, которые знают свое дело и не пытаются ничего продать. Но когда кто-то пытается объединить слова Хебба с результатами этих исследований и притворяется, будто понимает, что все это значит, — нужно держать ухо востро. До сих пор у ученых не было возможности непосредственно наблюдать процесс одновременного возбуждения и сплетения нейронов и роста отдельных областей на снимках мозга живого человека. То есть мы не знаем наверняка, связано ли увеличение объема мозга, заметное на сканировании, с ростом новых клеток и нейронных соединений — или же с чем-то еще, например с ростом кровеносных сосудов для обслуживания самых деятельных участков мозга. В общем, зная все это, труднее глотать наживку и верить лозунгам наподобие «перезаряди мозг».
Все стало слишком сложным, и я позвонила Хайди Йохансен-Берг, профессору когнитивной нейробиологии и руководителю центра функциональной нейровизуализации Оксфордского университета. За последние годы мы уже несколько раз обсуждали темы, на которые я писала. Она не производит впечатление человека, склонного преувеличивать, и потому, на мой взгляд, сможет отделить правду от лжи и сказать, как действительно обстоят дела. По телефону я попросила ее уточнить, что в отношении нейропластичности известно наверняка — и она согласилась, хотя уже довольно долго я, можно сказать, преследовала ее с просьбами прокомментировать то один вопрос, то другой.
И профессор Йохансен-Берг сказала: весьма маловероятно, чтобы новые соединения — те самые, которые «вместе загораются, вместе соединяются», — были ответственны за увеличение отделов мозга на снимках: «Конечно, мысль о том, что в процессе обучения в мозге что-то изменяется, очень привлекательна, — но на самом деле эти соединения нейронов настолько крошечные, что увеличение их количества вряд ли возможно заметить на МРТ».
Но если из серого вещества выделяются не новые соединения, то что же? Йохансен-Берг заинтересовал тот же вопрос; она погрузилась в исследования, уже проводившиеся в этой области, и написала обзорную статью в журнал Nature Neuroscience‹‹13››. Обзор текущих исследований показал: в изменениях мозга задействованы разные процессы; и на данный момент нельзя сказать, какие именно из них стоят за возникновением новых образований на снимках мозга, — возможно, правильнее говорить о сочетании этих процессов. Короче говоря, на ее взгляд, популярная идея «перезарядки мозга» может основываться на любом из перечисленных ниже процессов или их сочетании.
Больше нейроновВ некоторых частях мозга, в том числе в гиппокампе, новые нейроны создаются для обеспечения нужд мозга во время обучения и запоминания. Так что нейрогенез (процесс рождения нейронов) по крайней мере частично ответственен за изменения в головах лондонских таксистов. Однако нейрогенез регистрировался только в нескольких специфических областях мозга, поэтому им нельзя объяснить все отличия на снимках МРТ «до» и «после».
Больше «клея»Нейроны — те самые «нервные клетки», переносящие волшебные электрические импульсы, из которых (каким-то образом) появляются наши мысли, желания и воспоминания. Но серое вещество состоит не только из нейронов. О точном соотношении его компонентов до сих пор ведутся споры, однако известно, что клеток так называемой глии в мозге как минимум столько же, сколько и нейронов, если не больше.
Глия — по-гречески клей. Эти клетки получили такое название, потому что из них формируется липкая система укреплений, поддерживающая нейроны на нужных местах. Долгое время считалось, что это и есть единственная функция нейроглии. Но недавно появились данные, позволяющие предположить, что в обучении она тоже участвует.
Особый интерес исследователей вызвали так называемые астроциты, один из типов глиальных клеток. Именно их увеличение зафиксировали ученые в исследованиях на животных, где зверей сначала обучали чему-то, а потом препарировали их мозг, чтобы понять, что изменилось. То же самое, вероятно, происходит и в мозге человека. «И это можно было бы увидеть на снимках мозга», — подтверждает Йохансен-Берг.
Возможно, когда мы учимся, именно астроциты заботятся об обслуживании определенных нервных соединений, помогая нам лучше справляться с умственным трудом. А может, между астроцитами и процессом мышления есть и более прямая связь. Но пока этого никто не знает точно. Как бы то ни было, астроциты безусловно важны для мышления, а астроциты человека справляются со своей работой особенно хорошо. В 2013 году группа ученых поместила человеческие астроциты в мозг мышей, чтобы узнать, повлияет ли это на их навыки ориентирования в пространстве. В результате по сравнению с контрольной группой грызунов, у которой были только свои астроциты, эти мыши стали намного лучше ориентироваться в лабиринте и запоминать, где спрятаны какие объекты‹‹14››.
Еще больше интригуют результаты исследования мозга Эйнштейна: оказывается, в отделах мозга, связанных с абстрактным мышлением, астроцитов у него оказалось даже больше, чем можно было бы ожидать. Так что, пусть астроциты и не могут, как нейроны, молниеносно передавать сигналы, они