Лоуренс Стейнберг - Переходный возраст. Не упустите момент
Ваша самая важная сеть – это не Facebook
Для того чтобы понять, как и почему головной мозг отличается повышенной пластичностью в подростковом возрасте, стоит узнать немного больше о механизмах работы головного мозга.
Функционирование головного мозга осуществляется за счет передачи электрических импульсов по сетям, состоящим из связанных между собой клеток мозга, которые называются нейронами. В нейроне выделяют три части: тело нейрона, или сома; удлиненный отросток – аксон, на конце которого расположены терминальные ветви; и тысячи крошечных древовидных расширений в начале нейронов – дендриты, визуально напоминающие корневую систему растения. В мозге взрослого человека каждый нейрон имеет до десяти тысяч соединений. В совокупности нейроны и вспомогательные клетки нервной ткани (глиальные клетки) образуют серое вещество головного мозга.
Электрические импульсы, двигаясь по нейронной сети, передаются от одного нейрона через аксон и принимаются другим нейроном через дендриты. Передачу электрического импульса от одного нейрона к другому можно рассматривать как передачу информации по этой особой цепи – так бегуны в эстафете вручают друг другу эстафетную палочку. Все наши мысли, ощущения, эмоции или действия определяются потоком электрических импульсов по нейронным сетям в мозге.
Аксон одного нейрона соединяется с дендритами другого иначе, чем электрические провода с выключателем. Место контакта аксона одной нервной клетки и дендритов другой, через которое электрическим путем передаются импульсы, называется синапсом. Для того чтобы произошла передача импульса от одного нейрона к соседнему, электрический разряд должен «перепрыгнуть» синаптическую щель. Как это происходит?
Передача сигнала к другим нервным клеткам совершается благодаря высвобождению особых биологически активных химических веществ, которые называются нейромедиаторами, или нейротрансмиттерами. Вероятно, вы что-то слышали о дофамине и серотонине. (Почему дофамин играет чрезвычайно важную роль в развитии мозга в подростковом периоде, я объясню в главе 4.) Действие большинства наиболее часто рекомендуемых антидепрессантов, например, основано на изменении количества серотонина в сетях мозга, что позволяет контролировать настроение.
Когда нейротрансмиттер высвобождается из терминальных ветвей аксона «передающего» нейрона, пересекает синаптическую щель и достигает рецептора «принимающего» нейрона, происходит химическая реакция, которая вызывает новый электрический импульс, а он таким же образом передается следующему нейрону в сети, «перепрыгивая» через синаптическую щель с помощью нейромедиатора. Этот процесс повторяется каждый раз, когда информация передается по сложной сети нейронов головного мозга.
Каждый нейромедиатор имеет специфическую молекулярную структуру, соответствующую рецептору, предназначенному именно для этого нейротрансмиттера: это можно сравнить с замком и ключом от него. Импульс, который стимулирует нейрон к выбросу дофамина, вызывает реакцию в нейроне, имеющем дофаминовые рецепторы. Так обеспечивается упорядоченное функционирование головного мозга: если бы каждый импульс приводил к беспорядочному стимулированию всех соседних нейронов, было бы невозможно сохранить и поддерживать четкие нервные цепи, а это обернулось бы огромной проблемой для органа, умещающегося внутри черепной коробки и при этом состоящего из сотни миллиардов нейронов, каждый из которых создает десять тысяч соединений. Таким образом, активация нейрона, который является частью нервной цепи, регулирующей эмоциональное состояние, оказывает влияние на настроение человека, а не на его движение большим пальцем ноги.
В процессе передачи электрических импульсов по нервным цепям участвуют и другие клетки мозга. Они образуют электроизолирующую оболочку с высоким содержанием липидов, покрывающую аксоны определенных нейронов, как оплетка вокруг электрического провода. Эта оболочка называется миелиновой, а миелинизированные нейроны – белым веществом мозга. Миелин «изолирует» нервные цепи, обеспечивая движение импульса по заданному маршруту. Нервные цепи, покрытые миелиновой оболочкой, проводят импульсы в сотни раз быстрее, чем немиелинизированные, делая их более эффективными, особенно если цепи покрывают обширную область. Рассеянный, или множественный склероз – это аутоиммунное заболевание, при котором поражается миелиновая оболочка нервных волокон головного и спинного мозга, что влияет на передачу электрических импульсов в мозге и нервной системе, нарушая координацию движений и равновесие.
Количество миелина в головном мозге увеличивается почти до 50 лет, формируя оболочку для все большего числа нервных волокон по мере взросления человека. Наряду с ремоделированием соединений между нейронами миелинизация нервных цепей является важным фактором пластичности головного мозга. Однако в то время как ремоделирование нейронных соединений обеспечивает мозгу способность к изменениям (нервные цепи, усиленные сегодня, могут в какой-то момент ослабеть, и наоборот), процесс миелинизации обеспечивает устойчивость уже сформированных нервных цепей{57}, а не создает новые. Одна из причин снижения пластичности мозга при достижении человеком взрослого возраста состоит в том, что у подростков в головном мозге увеличивается количество белков{58}, препятствующих образованию новых синапсов, а также белков другого типа, обеспечивающих процесс миелинизации. В результате снижается способность мозга к изменениям соединений между нейронами.
Опыт в «зоне ближайшего развития» меняет структуру мозга
Сравнение работы головного мозга с электрической разводкой помогает лишь до определенного момента: есть очень важный аспект, в котором эта аналогия не работает. Чем чаще вы включаете и выключаете электрическую лампочку, тем быстрее она износится и потребует замены. В отношении головного мозга все наоборот. Чем чаще активизируется определенная нервная цепь мозга, тем крепче она становится, так как число соединений между нейронами увеличивается. Вероятно, наиболее известным подтверждением этого факта являются результаты исследования с участием лондонских таксистов{59}, которым для получения лицензии на работу необходимо сдать серьезный тест на знание улиц Лондона. Результаты повторных сканирований головного мозга участников эксперимента показали, что в процессе подготовки к сдаче теста количество серого вещества в головном мозге увеличилось, то есть увеличилось число соединений между нейронами, особенно в областях головного мозга, отвечающих за запоминание географической информации.
Иными словами, те самые нейронные связи, которые позволяют нам что-то делать: размышлять на конкретную тему, испытывать определенные эмоции, выполнять что-то особенное, запомнить карту городских улиц – укрепляются каждый раз при выполнении этого действия{60}. Именно поэтому многие вещи даются нам легче после нескольких тренировок, поэтому мы быстрее узнаем предметы, которые видим чаще, и поэтому изучение определенной темы помогает лучше запоминать информацию и воспроизводить ее при необходимости: нервные цепи, регулирующие эти действия, укрепляются каждый раз при их использовании.
Благодаря пластичности мозга происходит не только укрепление нейронных связей, которыми активно пользуются, но и удаление избыточных нейронных связей. Когда нейронными связями не пользуются, соединения в них ослабевают. Аксон возвращается в исходное состояние, синапс начинает постепенно исчезать до того момента, пока не перестает существовать полностью вся связь. Этот процесс носит название «синаптический прунинг».
Представьте себе две деревни, между которыми лежит холмистый луг. Сотни тропинок соединяют эти деревни. Со временем жители деревень понимают, что одна тропинка короче и прямее остальных. Они начинают пользоваться ею чаще, в результате чего та становится более широкой и удобной, а остальные зарастают. То же самое происходит и с нейронными связями: одни укрепляются под воздействием опыта, другие исчезают в результате синаптического прунинга. Разница между областями головного мозга, прошедшими процесс очистки от избыточных нейронных связей и не прошедшими, похож на разницу между участками дорог, один из которых состоит из большого числа узких, грязных тропинок, а второй представляет собой организованную систему небольшого числа скоростных автострад.
На процесс миелинизации влияет также опыт, благодаря чему повышается не только эффективность нейронных связей, но и их устойчивость. Когда мы учимся чему-то, осваиваем новый навык или тренируемся, чтобы улучшить какую-то когнитивную способность, эта деятельность стимулирует увеличение белого вещества в соответствующих областях головного мозга (например, отвечающих за движение пальцев при профессиональной игре на фортепиано или за зрительно-моторную координацию при жонглировании). Подтверждение этого факта сначала получили в ходе изучения физической активности, такой как жонглирование и игра на фортепиано: было продемонстрировано, как практика способствует увеличению миелиновой оболочки{61}. Недавние исследования когнитивных способностей, например запоминание и медитация, также показали, что повторение стимулирует образование миелина.
