Деятельность мозга

Гарвардской медицинской школе был устроен очередной незамысловатый эксперимент, и, как обычно бывает в таких ситуациях, в нем приняли участие несколько добровольцев. На этот раз приглашались желающие научиться играть на пианино профессионально, всеми пальцами. В ходе эксперимента нейробиолога Альваро Паскаль-Леона (Alvaro Pascual-Leone) участники испытательной группы должны были научится играть максимально быстро, так, чтоб не отставать от метронома в ритме 60 ударов в минуту. Пять дней подряд добровольцы занимались музицированием в течение двух часов. После этого им предстояло пройти тест.

В конце каждого урока они садились под катушкой из проволоки, посылающей короткие магнитные импульсы в двигательную область коры их головного мозга, которая представлена некой условной полоской, тянущейся от макушки до каждого уха. Так называемый ТМС-тест (транскраниальная магнетическая стимуляция) позволяет ученым исследовать функции нейронов прямо под данной катушкой. В случае с теми, кто играл на пианино, тест ТМС указал, какой процент двигательной области контролировал движение пальцев во время занятий музыкой. Открытие ученых после недели наблюдений стало следующее: двигательная область, контролирующая работу пальцев, увеличилась, расширившись, словно разросшаяся под солнцем поляна одуванчиков.

Данные результаты присоединились к списку недавних научных открытий в нейробиологической области, доказывающих, что работа определенных мышц влияет на развитие двигательной коры головного мозга. Но Паскаль-Леон на этом не остановился. Он продолжил свои эксперименты уже с другой группой добровольцев, которые, покручивая в голове простую мелодию, просто думали, как бы они двигали пальцами, исполняя ее на пианино, и при этом их руки оставались недвижимыми. Затем они также садились под катушку ТМС.

Когда ученые сравнили данные по ТМС обеих групп – тех, кто на самом деле касался инструмента, и тех, кто это только представлял – они были поражены открытием очередной тайны мозга: его способностью простой мыслью изменять структуру и функцию серого вещества. Результаты ТМС показали, что область двигательной коры, контролирующей движение пальцев, играющих на инструменте, увеличилась у тех, кто просто представлял себе упражнения – точно так же, как и у тех, кто на самом деле ее играл.

«Занятия в уме привели к схожей реорганизации мозга», - написал позднее Паскаль-Леон. Если результаты эксперимента будут справедливы и для других видов физической активности (а есть все основания думать, что так оно и будет), тогда прокручивание в голове движений в гольфе или поворота в заплыве поможет уменьшить количество тренировок. И что более значимо, открытие показало, что подобные мысленные занятия могут изменить физическую структуру мозга.

Разрушение старых догм

В течение многих десятилетий в нейробиологии превалировала стабильная уверенность в том, что мозг взрослого человека неизменяем, не поддается «модификациям», фиксирован относительно формы и функций, поэтому, достигнув определенного возраста, мы привязаны к тому, чем уже являемся. Да, может появляться синапсис (как, впрочем, и утрачиваться), связи между нейронами, которые отвечают за обучение и память. Мозг может также подвергаться деградации и травмам. Но согласно бытовавшему мнению, что если гены и уровень развития, которые диктуют поведение определенному кластеру нейронов, будут обрабатывать сигналы от глаза, а другие – от пальцев правой руки, они будут делать это на протяжение всей жизни человека. Тогда и были популярны красочные рисунки человеческого мозга для того, чтоб показать его функции, размер и расположение его частей.

Утверждение того, что мозг не поддается изменениям, привели ко многим негативным последствиям. Первое, медицина практически перестала рассчитывать на значимость реабилитации взрослых людей, мозговая деятельность которых нарушилась вследствие удара, или верить в возможность исправления патологических проблем, которые вызывают психиатрические болезни. И подразумевается, что другие основанные на состоянии мозга состояния, такие как уровень счастья, к которым человек возвращается после большого горя или большой радости, практически не изменчивы.

Но исследования последних нескольких лет опровергли эти догмы. Вместо этого наука убедилась в том, что мозг взрослого человека хранит в себе огромные ресурсы «нейропластичности» - способности менять свою структуру и функции в зависимости от полученного опыта. И это не мелкие изменения. Могут меняться функции таких базовых зон, как, к примеру, аудиальной или визуальной в результате того, что человек в юном возрасте потерял возможность видеть или слышать. И даже если последствия травмы длятся всю жизнь, человек может открывать для себя новые зоны – как мегаполис, достраивающий очередные пригородные массивы. Если вследствие удара страдают, к примеру, прилежащие к двигательной области нейроны, посылающие сигналы к правой руке, то с помощью новой техники, двигательной терапии вынужденно ограниченной активности, можно помочь соседним областям взять на себя функции поврежденной зоны. Мозг может восстанавливаться.