Мозг: Ваша личная история

Ежедневно занимаясь нейробиологией, я удивляюсь каждый раз, когда речь заходит о человеческом мозге. Если принять во внимание значительный вес (мозг взрослого человека весит около 1400 граммов), его странную консистенцию (нечто вроде густого желе) и складчатую структуру (глубокие борозды на выпуклой поверхности), то поражает его удивительная материальность: этот необычный орган совсем не похож на мыслительные процессы, которые он порождает.

Вся жизнь с ее яркими красками, страданиями и радостями протекает в этих полутора килограммах.

Мысли и мечты, память и переживания – все возникает из этого странного скопления нейронов. Наша личность заключена в его сложных рисунках возбуждения электрохимических импульсов. Когда эта активность прекратится, не будет и нас. При смене характера активности, например из-за травмы или наркотиков, неизбежно меняется и характер человека. Мозг отличается от других органов: повреждение даже небольшого участка, скорее всего, изменит вас очень сильно. Чтобы понять, как такое возможно, начнем с самого начала.

Рожденный незаконченным

Люди рождаются беспомощными. Около года у нас уходит на то, чтобы научиться ходить, два года – выражать свои мысли, и еще много лет, чтобы полностью себя обеспечивать. В детстве наша жизнь целиком зависит от окружающих. Давайте посмотрим, как обстоит дело у других млекопитающих. Новорожденные дельфины, например, умеют плавать, жирафы начинают стоять через несколько часов, а детеныш зебры способен бегать уже через сорок пять минут после появления на свет. Наши дальние родственники из животного царства становятся удивительно независимыми вскоре после рождения.

На первый взгляд эти виды имеют огромное преимущество перед человеком, однако на самом деле это не преимущество, а ограничение. Детеныши животных развиваются так быстро, потому что их мозг формируется в основном согласно заранее заданной схеме. Но за эту подготовленность к жизни приходится жертвовать гибкостью. Представьте, что какой-то невезучий носорог вдруг оказался в арктической тундре, на вершине горы в Гималаях или в центре Токио. Он просто не сможет приспособиться (именно поэтому мы не встречаем носорогов в этих местах). Стратегия появления на свет с уже сформированным мозгом выгодна внутри конкретной ниши экосистемы, но если поместить животное за пределы этой ниши, его шансы на выживание будут низкими.

Человек же способен процветать в самых разных условиях, от ледяной тундры и высоких гор до центра мегаполиса. Это возможно потому, что люди рождаются с мозгом, совсем не подготовленным к жизни. Вместо того чтобы появляться на свет уже окончательно сформированным – или «жестко запрограммированным», – человек может позволить себе, чтобы жизненный опыт формировал его мозг. Это ведет к долгому периоду беспомощности, когда юный мозг медленно меняется под влиянием окружающей среды. Он «программируется жизнью».

Детская «обрезка»: высвободить скульптуру из мрамора

В чем секрет гибкости юного мозга? Ведь речь не идет о росте новых клеток – на самом деле количество нервных клеток у детей и взрослых одинаково. Секрет в том, как связаны между собой эти клетки.

При рождении ребенка нейроны в его мозгу разъединены и не сообщаются между собой, но в первые два года жизни они очень быстро образуют связи, воспринимая информацию от органов чувств. Каждую секунду в мозгу младенца образуется два миллиона новых связей, или синапсов. К двум годам у ребенка уже более ста триллионов синапсов, в два раза больше, чем у взрослого.

Многие животные рождаются «предварительно настроенными» на определенные инстинкты или поведение. Гены жестко определяют строение их тела и мозга. Инстинкт заставляет муху уклоняться от движущейся тени; малиновка с наступлением холодов улетает на юг; медведь зимой впадает в спячку; собака стремится защитить хозяина – все это примеры жестко запрограммированных инстинктов или поведения. Предварительная настройка позволяет этим животным следовать за своими родителями сразу после появления на свет, а в некоторых случаях самостоятельно питаться и жить.

У человека все иначе. Мозг новорожденного запрограммирован лишь в определенной степени: ребенок умеет дышать, плакать, сосать, обращает внимание на лица и способен выучить язык, на котором говорят родители. По сравнению с другими животными мозг человека при рождении не до конца сформирован. Гены определяют лишь общие черты схем нейронных сетей, а тонкую настройку связей выполняет опыт взаимодействия с внешним миром, что позволяет адаптироваться к окружающим условиям.

Способность человеческого мозга формировать себя в соответствии с окружающим миром позволила нашему биологическому виду освоить все экосистемы на планете и выйти в Солнечную систему.

В этом возрасте число связей достигает максимума и превышает необходимое. Теперь образование новых связей подавляется стратегией «обрезки» нейронов. По мере взросления около 50 % ваших синапсов исчезают.

Какие же синапсы останутся, а какие исчезнут? Если синапс успешно участвует в работе нейронной сети, он усиливается, и наоборот, не приносящий пользы синапс ослабляется и в конечном итоге исчезает. Это похоже на тропинки в лесу – вы утрачиваете связи, которыми не пользуетесь.

В сущности, процесс формирования вашей личности определяется укреплением уже существующих возможностей. Вы становитесь сами собой не потому, что в мозгу появляется нечто новое, а в результате удаления ненужного.

В мозгу новорожденного нейроны слабо связаны между собой. В течение первых двух-трех лет нейроны разветвляются, и количество связей между клетками увеличивается. Потом связи утрачиваются; у взрослого человека их меньше, но они прочнее.