Нервные клетки, которые постоянно зажигаются вместе, в итоге скрепляются.
Синаптические паттерны нервных клеток, предписанные к особому признаку, могут модифицироваться даже в пределах существующих модульных полей. Нервные связи в пределах модуля могут стать настолько проработанными и усложненными, что человек будет демонстрировать повышенную чувствительность или способности. Например, когда настройщик пианино развивает свое «ухо» через постоянное обучение и указания экспертов – добиваясь точного слухового отклика на многократно повторяющиеся звуки, – какое-то время спустя ему достаточно собственного слуха без всяких инструментов для выполнения работы. Намеренное повторение этого процесса позволяет ему с повышенной остротой различать звуки, которые другие люди даже не слышат. Настройщик пианино, имеющий многолетний опыт работы, в итоге развивает нервные цепи своего слухового кортекса до такой степени, что они становятся гораздо более замысловатыми, чем у большинства людей.
Мы также видим нейропластичность в действии, когда сенсорный вход, превышающий нормальный уровень, раздвигает границы генетически размеченных секторов мозга. Другими словами, чем чаще мы используем один из наших органов чувств, тем большая область мозговой коры определяется для обработки соответствующего сенсорного входа. В типичном примере результаты вскрытия демонстрируют, что ремонтники малогабаритных приборов, машинисты или машинные операторы создали более многочисленные и замысловатые нервные сети в моторной области неокортекса по сравнению с исходно отведенными для движения кистей и пальцев13. В недавних исследованиях те же ученые изучали мозг умерших людей различного возраста. Их исследования продемонстрировали, что чем более образованным был человек, тем более сложными и многочисленными были нервные сети в языковой области мозга14. То, что мы усваиваем, и то, как мы запоминаем усвоенное, формирует нас как личность.
Как сказал об этом Будда: «Мы – это результат наших мыслей».
Миф о жестком мозге терпит еще одно поражение: Нейропластичность реорганизует отделы мозга
Теперь мы знаем, что большая часть кортекса размечена на особые отделы, связанные с органами чувств, а также отвечающие за все прочие типы восприятия и способности. Поскольку большая часть нейронов мозга уже предустановлена и отформатирована к тому времени, как мы ползаем на четвереньках, вполне логично, что в течение нашей дальнейшей жизни нервные сети сенсорного и моторного кортекса должны быть надежно закреплены за четко определенными модулями. Но это не обязательно так.
Есть врожденная патология, известная как синдром перепончатой синдактилии, или, проще говоря, перепончатые пальцы, при которой пальцы младенцев сращены. В самых серьезных случаях такие люди не могут двигать отдельным пальцем, чтобы вместе с ним не двигались все остальные. В результате их возможности сведены к нескольким простым движениям, по преимуществу, хватательным.
Если посмотреть на сенсорную или моторную карту людей с данной патологией, будет ли она такой же, как у остальных? Нет. При синдроме перепончатой синдактилии вследствие того, что пальцы действуют как единое целое, мозг не выделяет отдельной области для каждого пальца и отводит для них общее поле. При функциональной сцинтиграфии мозга человека с синдромом синдактилии во время движения одного пальца, приводящего к движению и все остальные, высвечивается гораздо большая область моторного кортеса, чем у людей без этой аномалии. Другими словами, в мозге таких людей активируются области, отвечающие за кисть и пальцы. Нервные клетки, относящиеся к пальцам, зажигаются вместе, и потому скрепляются.
Достаточно ли мозг пластичен, чтобы измениться, если данная патология будет исправлена? Если бы структура мозга определялась исключительно генетическими факторами, тогда бы мало что изменилось в случае разделения пальцев. В начале 2000-х годов была разработана технология для разделения пальцев у людей с синдромом перепончатой синдактилии, чтобы они могли двигать ими по отдельности. Догадайтесь, что произошло с мозгом после проведения такой хирургической операции?
Как оказалось, мозг изменился, адаптировавшись к новообретенным функциям пальцев. В течение нескольких недель после операции мозг определил для каждого пальца отдельную область в неокортексе. Когда функции кисти и пальцев были изменены, мозг также отразил эти изменения15. Модель предустановленных отделов мозга, строго организованных и неизменных, оказалась под вопросом. В результате повышения возможностей каждого пальца зажглись новые нейроны в различных последовательностях и паттернах. Нервные клетки, которые раньше зажигались совместно, в тандеме, когда все пальцы были сращены, теперь начали зажигаться независимо друг от друга. Когда каждый палец получил новый уровень подвижности, нейроны мозга, отвечающие за движение всей руки, реорганизовались в особые отделы для каждого из них. Нервные клетки, предназначенные для сросшихся пальцев, больше не зажигались совместно и потому не скреплялись.
Что это значит для нас? Может, наш мозг остается неизменным потому, что нам свойственно выполнять одни и те же привычные действия теми же самыми рутинными способами? И в результате наш мозг получает однотипные стимулы.
Если мы станем делать что-то по-другому, другим станет и наш мозг.
Жесткий от природы
Говоря «жесткий», мы имеем в виду, что при рождении различные наши качества закреплены за определенными структурами, готовые к активации генетикой либо внешней средой. Жесткие нейронные сети – это автоматические программы; включаясь, они почти или совсем не требуют нашего сознательного участия для своего функционирования. В то же время активированные жесткие программы требуют от нас огромного сознательного усилия и силы воли для отключения, если такое вообще возможно.
Кроме того, когда мы называем некую функцию жесткой, это означает, что возможность изменения предустановленных межнейронных связей для нее слишком мала. Жесткость в данном отношении может также означать, что в случае повреждения некой конкретной нейронной схемы надежды на восстановление практически нет. Когда схема нарушена или ее вообще не было в организме, изменения будут сопряжены с большими трудностями, если вообще будут возможны. Но хотя это верно, что мозг устроен весьма жестко, особенно некоторые его области, исследования, уже упоминавшиеся в прошлых главах, подтверждают, что на самом деле при правильных указаниях и ответных реакциях все не так печально, как казалось раньше.
Мозговой ствол и мозжечок (первый подмозг) и средний мозг (второй подмозг) устроены более жестко, чем неокортекс. Поскольку наши первые два подмозга развились раньше, они хранят в себе более отдаленные воспоминания, ставшие по существу перманентными нервными цепями. Их нейронные скопления имеют более крепкие синаптические связи, поскольку эти паттерны существуют дольше и используются чаще. Эти нервные цепи сохраняются для будущих поколений, потому что проявляли себя с лучшей стороны в течение очень долгого времени. Так как неокортекс является новейшим мозгом у большинства видов, включая людей, в нем меньше жестких программ. Лобная доля наименее жесткая из всех, поскольку является самым поздним неврологическим образованием.
