Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга - Дэвид Иглмен

Ключевой момент, на который следует обратить особое внимание, — анатомическая точность ночных залпов электрической активности. Они исходят из стволового отдела мозга и направлены всегда в одно и то же место — затылочную долю коры. Если бы эта часть нейронной сети разветвлялась широко и беспорядочно, следовало бы ожидать, что она установит связи со многими областями по всему мозгу. Но не тут-то было. Нейронная сеть анатомически безошибочно прорастает в одно и только одно конкретное место — крошечную структуру, называемую латеральным коленчатым ядром, которое транслирует сигналы конкретно и точно в затылочную долю коры. С позиций нейроанатомии такая конкретная направленность нейронных связей должна быть предназначена для важной функции.

С этой точки зрения неудивительно, что даже у незрячего от рождения индивида сохраняется такая же, как у всех других людей, схема нейронных связей, соединяющая стволовой отдел мозга с затылочной долей коры. А как обстоит дело со сновидениями у незрячих? Можно ли ожидать, что они совсем не видят снов, поскольку темнота для их мозга ничего не значит? Ответ на этот вопрос открывает глаза на многое. С рождения слепые люди (или утратившие зрение в очень раннем возрасте) не видят в снах зрительных образов, но определенно и непременно переживают другого рода чувственный опыт, например ощущают, что идут по знакомой гостиной, где мебель переставлена на другие места, слышат лай или вой диковинных зверей45. Это прекрасно укладывается в недавно усвоенный нами урок: затылочная доля коры у незрячих захвачена и поделена другими органами чувств. Таким образом, у слепых от рождения людей все равно происходит ночная активация затылочной коры, но переживается это как нечто невизуальное. Иными словами, при нормальных обстоятельствах ваша генетика исходит из той логики, что лучший способ бороться с несправедливостью ночной темноты по отношению к зрению — ночами посылать волны активности в затылочную долю коры; точно так же обстоит дело в мозге незрячего человека, несмотря на то что первопричина этой задумки утрачена. Обратите внимание, что в сновидениях людей, потерявших зрение после семи лет, больше визуального содержания, чем у тех, кто стал незрячим раньше, и это укладывается в тезис, что у ослепших в более позднем возрасте затылочная доля коры в меньшей степени захвачена другими чувствами, и потому ее активность переживается индивидом как более насыщенная зрительными образами46.

Весьма любопытно, что две другие области мозга — гиппокамп и префронтальная кора — во время сна со сновидениями менее активны, что предположительно объясняет, почему нам так трудно запоминать сновидения. Почему мозг на время сна выключает из работы эти две области? Одна из возможных причин в том, что нет смысла записывать в память сюжеты снов, если главное их назначение — всего лишь поддерживать активность зрительной коры для отражения атак соседей на ее кортикальную территорию.

Много важного и любопытного дают межвидовые сравнения. У ряда млекопитающих детеныши рождаются недоразвившимися — в том смысле, что не могут передвигаться, регулировать температуру тела, добывать пищу или защищаться от противников. Примерами служат человек, хорек, утконос. Детеныши других видов млекопитающих — морских свинок, овец, жирафов — появляются на свет уже развитыми: у них имеются зубы, меховой покров, открытые глаза и способность к терморегуляции, а самостоятельно передвигаться они способны уже через час после рождения, равно как и питаться твердой пищей. Важное различие тут вот в чем: животные, которые рождаются недоразвившимися, проводят в фазе БДГ-сна гораздо больше времени, чем те, что родились уже развившимися. Это особенно очевидно в первый месяц жизни47. Мы объясняем этот факт тем, что, приходя в этот мир, высокопластичный мозг вынужден беспрерывно бороться за поддержание своих составляющих в состоянии равновесия. А когда на свет является в основном уже сложившийся мозг, необходимость ввязываться в ночные битвы уменьшается.

Более того, обратите внимание, что с возрастом количество БДГ-сна снижается. Фаза быстрого сна свойственна млекопитающим всех видов, однако по мере старения ее продолжительность неуклонно падает48. Что касается нашего вида, у младенцев примерно 50 % сна приходится именно на эту фазу, у взрослых — только от 10 до 20 %, а у пожилых людей быстрый сон занимает и того меньше времени. Данная межвидовая закономерность хорошо согласуется с тем фактом, что младенческий мозг намного более пластичен, чем повзрослевший (и мы еще увидим это в главе 9), и потому конкуренция за кортикальную территорию приобретает еще более критическое значение. По мере взросления животного возможность кортикальных захватов снижается. Ослабление пластичности мозга происходит параллельно с сокращением времени, проводимого в фазе быстрого сна.

Наша гипотеза позволяет сделать одно предположение на отдаленное будущее, когда мы обнаружим жизнь на других планетах. Некоторые планеты (в особенности на орбитах вокруг так называемых красных карликов, значительно меньших, чем другие холодные звезды) «застревают» в одном положении относительно своей звезды и потому постоянно обращены к ней только одной стороной: в одном полушарии таких планет царит нескончаемый день, а в другом — вечная ночь49. Если бы формы жизни на подобной планете имели оснащенный нейронной сетью мозг, хотя бы отдаленно напоминающий наш, можно было бы предположить, что жители дневной стороны могут обладать зрением, подобным нашему, но без способности видеть сны. Такое же предположение резонно сделать относительно планет с очень высокой скоростью вращения: если ночное время на них длится меньше времени кортикального захвата, сон со сновидениями их обитателям не нужен. Пройдут тысячи лет, и мы, вероятно, узнаем точно и окончательно, составляем ли мы, человечество, с нашим даром видеть сны, так сказать, вселенское меньшинство.

Что снаружи, то и внутри

Большинство посещающих Трафальгарскую площадь в Лондоне, желая взглянуть на величественную колонну Нельсона, едва ли задумываются о том, как искажена соматосенсорная кора в левом полушарии доблестного адмирала. А вообще-то должны бы. Ибо в этом вынужденном непорядке находит отражение один из самых впечатляющих трюков мозга: способность оптимально кодировать тело, отданное ему в попечение.

Как мы уже уяснили, всякое изменение входных сенсорных сигналов (как бывает при ампутации конечности, слепоте или глухоте) ведет к крупным кортикальным реорганизациям. Хранящиеся в мозге карты тела не закреплены генетически, а наоборот, прорисовываются в соответствии с входящей информацией. Эти карты опытозависимы. Они не есть результат заранее прописанного в генах всеобщего плана, а складываются под действием приграничных конкурентных войн и переделов кортикальной территории. И поскольку между нейронами, которые возбуждаются одновременно, возникает прочная связь, их коактивация задает конфигурацию участков, отданных под те или иные кортикальные представительства. Какова бы ни была форма вашего тела, каким бы переменам ни подвергалась, в конце концов она будет в точности картирована на поверхности мозга. В эволюционном плане такие механизмы, зависящие от активности, позволяют быстро проверять естественным отбором бесчисленное множество типов телосложения — от когтей до перьев, от крыльев до цепких хвостов. Природе нет нужды генетически перечерчивать мозг всякий раз, когда она проводит ходовые испытания новых телесных форм; все, что надо, — позволить ему самому подстроиться к переменам. Это соображение подчеркивает главный момент, красной нитью вплетенный в содержательное полотно данной книги: живой мозг очень отличается от цифровой вычислительной машины. Продвижение вглубь нейронных просторов заставит нас отказаться от понятий традиционной инженерной науки и пошире раскрыть глаза.