Марко Магрини - Мозг. Инструкция пользователя

В тот момент, когда мозг отрывается от пуповины и начинает самостоятельную жизнь, в нем происходит сенсорная буря. Огромное количество фотонов света падает на нервные клетки сетчатки глаз, и сигналы отправляются в первичную зрительную кору в затылочной доле [см. стр. 78]. Материнский голос производит звуковые волны, которые, достигая внутреннего уха, превращаются в электрохимические сигналы, несущиеся в слуховую кору в височной доле [см. стр. 75]. Для того чтобы усвоить сенсорную информацию, нейроны начинают плодить синапсы [см. стр. 33]. Дендриты [см. стр. 30] вступают в контакт с терминалями аксонов других нервных клеток, в синаптической щели происходит взаимодействие аксонов [см. стр. 32] с другими дендритами. Так реализуется пластичность мозга [см. стр. 87].

Пластичность позволяет человеку учиться даже в зрелом возрасте, поэтому было бы логично предположить, что по прошествии лет, по мере увеличения объема знаний, количество синаптических связей достигнет максимальной величины. Но это не так!

Мозг обладает способностью к нейрогенезу, то есть к образованию новых нейронов, только во время внутриутробного развития, до первых месяцев жизни; однако в первые три года жизни образует максимальное количество синапсов. Согласно некоторым исследованиям, у малыша трех лет от роду в мозге действует около миллиона миллиардов контактов: каждый нейрон вступает в контакт с другим не менее 15 тысяч раз. У взрослого сохраняется примерно половина этих соединений. Очень любопытный выбор эволюции: вместо того чтобы накапливать связи, она предпочла создать их избыток, чтобы потом спокойно пожертвовать лишними.

Этот процесс называется синаптический прунинг. Он похож на действия садовника, обрезающего весной или осенью деревья и кусты. У мозга есть свой способ удалить лишние, не используемые связи и в то же время усилить те, что активно работают. Эта капитальная реорганизация растягивается на несколько лет, по крайней мере до конца подросткового возраста, она расправляется так же и с нейронами, которые не получают и не посылают информации, – поддерживать их жизнь более не имеет смысла.

Пластичность мозга позволяет перестроить систему нейронов и синапсов и в случае повреждения или потери одного из органов чувств. Тому есть масса примеров, когда при потере зрения его задачи берут на себя слух и осязание. И взрослому человеку структурные модификации в мозге, в меньших, конечно, масштабах, чем в детстве, позволяют прекрасно учиться новому. Но в детстве, сразу после рождения, воздействие внешней среды на формирование мозга играет решающую роль.

Сегодня превосходство мозга Homo sapiens над мозгом других видов выражается и в размерах (он не самый большой по абсолютным размерам, но самый большой по отношению к размерам тела), и в объеме коры, увеличенной за счет сильно выступающих лобных долей, выполняющих столь сложные задачи, как абстрактное мышление, речь, эмпатия и мораль.

На нашей планете нет других видов, у которых были бы столь длительные детство и отрочество, необходимые для развития интеллекта, сознания, самосознания [см. стр. 147]. Размеры мозга, развитие его коры и долгое детство связаны между собой неразрывно. Культура с эволюционной точки зрения возникла не просто так, а по необходимости: она позволяет развивать мозг наиболее эффективным образом, делает кору головного мозга способной решать чрезвычайно сложные задачи, для чего требуется достаточно длительный процесс обучения.

В результате качество и эффективность человеческого мозга во многом определяются обстановкой и взаимодействием с ближайшим окружением сразу после рождения его обладателя. Конечно, мозг конкретного человека следует генетическому коду, заложенному в его хромосомах, однако человеческим детенышам нужно намного больше внимания и заботы, чем любым другим малышам.

Уже долгие тысячи лет мужчины и женщины воспитывают детей. Но только в последние десятилетия наука смогла проникнуть в детали этого процесса, который позволяет выживать человечеству в постоянно меняющихся обстоятельствах. Биологи сделали еще одно важнейшее открытие в сфере развития мозга, связанное с периодами в развитии, именуемыми «критическими» [см. стр. 179].

Синапсы церебральных структур, ответственных за зрение и слух, закладываются в основном в первые два месяца после рождения. Синаптическая сеть для когнитивных функций, более сложных в управлении, формируется примерно в первые два года жизни. Таков стандартный порядок развития нейронных цепей; разные части мозга формируются с разной скоростью. При образовании синаптической сети зрения первыми образуются участки, распознающие цвет, форму и движение, и закладывают основы для формирования более сложных функций, таких как распознавание лиц и их выражений. Сегодняшняя наука утверждает, что в эти критические периоды открываются небывалые возможности для развития, однако и риск в эти периоды очень велик – тому есть примеры в истории.