Мозг. Тонкая настройка. Наша жизнь с точки зрения нейронауки - Питер Уайброу

Говоря компьютерным языком, миелин позволяет увеличить «пропускную способность», ускоряя передачу информации из одной локальной сети мозга в другую. Однако на это усовершенствование нужно время. Исследования изображений, полученных при сканировании, показывают, что в онтогенезе головного мозга, то есть в процессе его индивидуального развития и созревания, миелинизация происходит по генетически запрограммированному временнóму графику. Так, в областях коры, ответственных за движения конечностей, необходимые для того, чтобы научиться ходить, а также в участках, получающих сигналы от важнейших органов чувств – зрения и слуха, миелинизация происходит гораздо раньше, чем в ассоциативной коре, созревание которой продолжается в подростковом и юношеском возрасте, способствуя совершенствованию абстрактного мышления и сложного социального поведения. В полностью развитом человеческом мозге миелиновые оболочки, называемые «белым веществом» из-за бледной окраски на свежих срезах, отличающейся от розовато-серых областей скопления тел нервных клеток, составляют около 42 % общего объема мозга. Таким образом, если снова воспользоваться компьютерной терминологией, в зрелом головном мозге мощный процессор (много мегагерцев) соединен с памятью огромного объема (много гигабайтов).

Это усовершенствование имеет далеко идущие последствия. По мере развития фронтальной коры и повышения миелинизации и эффективности проводящих путей в ассоциативных зонах растущий ребенок получает возможность реагировать на стимулы не только физическими действиями. Все более улучшается его способность к концептуальному мышлению, возрастает интеллектуальная независимость. Ключом к такому освобождению от мира чувств становится речь, посредством которой мысли и эмоции могут быть переданы окружающим. Словарный запас возрастает в геометрической прогрессии, символы и воображение начинают играть не менее важную роль, чем поток ощущений от органов чувств. Эмоциональная привязанность к другим людям как фактор, управляющий поведением, все более заменяется креативным разумом – автономной формой обработки информации, сфокусированной на будущем, позволяющей ставить цели, намечать проекты и принимать решения, выбирая из возможных вариантов действий. Такая деятельность, кодируемая языком, развивается на базе знаний, полученных (сознательно и бессознательно) в процессе непрерывного взаимодействия с окружающим миром.

Неудивительно, что развитие таких способностей отражается в изменениях связей между функциональными нейронными сетями мозга, хотя доказательства этого ученые смогли получить лишь недавно. Как я говорил, обсуждая во второй главе формирование привычек, мы уже достаточно давно знаем, что мозг ведет постоянный диалог сам с собой даже в состоянии покоя. Однако сегодня технологии МРТ дали нам возможность исследовать даже у маленьких детей физиологические структуры, связанные с этим внутренним общением, и следить за тем, как они изменяются в ходе индивидуального развития.

На то, что нейронные сети нашего мозга постоянно и активно работают, не вовлекая в эту деятельность сознание, ученые обратили внимание в начале 1990-х гг., когда Маркус Райхл из Медицинской школы Университета Вашингтона в Сент-Луисе (штат Миссури) сообщил, что уровень кровоснабжения мозга, измеряемый методами ПЭТ и фМРТ, падает, когда человек сознательно сосредотачивается на выполнении визуальной задачи. Эти результаты оказались сюрпризом для исследователей, предположивших, «что, скорее всего, функции мозга куда шире, чем это можно показать в экспериментах, манипулирующих (сознательными) потребностями (испытуемых)». По-видимому, в состоянии «покоя» мозг на самом деле вовсе не отдыхает{114}. Профессор Райхл с коллегами назвали эту бурную нейронную активность мозга в «покое» деятельностью по умолчанию и предположили, что она является свидетельством постоянной «независимой от стимулов» активности нейронных центров мозга.

Последовавшие за этим исследования на людях в состоянии покоя – испытуемые спокойно лежали в сканирующей камере и думали о своем – доказали наличие этой внутренней организованной активности мозга. Кроме того, подтвердилось предположение о том, что связи между функциональными нейронными сетями мозга меняются с возрастом{115}. Однако в подростковом и молодом возрасте, когда происходит миелинизация нейронных «трасс», коммуникация между основными узлами управляется чисто функциональными задачами. Также в этом возрастном промежутке малоиспользуемые нейронные пути «обрезаются», то есть уничтожаются в пользу тех сетей, которые необходимы для выполнения функций взрослого организма. Иными словами, более необходимые сети сохраняются за счет тех, которые в меньшей степени нужны для взаимодействия с окружающим миром. Таким образом, схема нейронных сетей настраивается и отлаживается в соответствии с возрастом и опытом.

Хотя выводы, сделанные на основе измерений кровотока в отдельных участках и их электрической активности, в чем-то можно считать приблизительными, полученные результаты ясно свидетельствуют о том, что мозг остается очень активным органом даже тогда, когда мы отдыхаем. В состоянии такого «покоя» потребляется примерно 60–80 % всей необходимой ему энергии. Более того, мыслительные задачи, требующие подключения сознания, мало что добавляют к этой энергетической нагрузке. Но в чем смысл такой внутренней скрытой активности? Не исключено, что потребление энергии нейронными сетями в состоянии покоя указывает на непрерывную активность цикла «восприятие – действие», который используется в рефлекторной обработке постоянно получаемого нами потока информации, его проверке и выделении из него деталей. Возможно, что в таком состоянии (когда я писал об этом, мне напомнили про Винни-Пуха с его мечтами о горшочках меда) мы можем уловить проблеск работы интуиции, которая помогает нам рефлекторно приспосабливаться к выполнению необходимых задач и креативно представлять возможности, лежащие перед нами.

В конце беседы с Хоакином Фустером я спросил, что он об этом думает. Мое предположение показалось ему вполне правдоподобным. «Кора всегда активна, – заметил Хоакин. – С помощью цикла "восприятие – действие" мозг постоянно корректирует поведение – если хотите, занимается самоорганизацией, – чтобы оно как можно лучше соответствовало среде, даже если вы этого не сознаете». С точки зрения Хоакина, сознание – это не какая-то отдельная функция мозга, а лишь состояние повышенной активности (особенно это касается коры), которое пробуждает субъективное осознание процесса мышления. «Если бы мы учились только осознанно, – продолжал Хоакин, – нам было бы сложно обдумывать то, что мы уже знаем. У нас в памяти хранится огромное количество информации, поэтому мозг активно настраивается на новое. Мы постоянно оцениваем новые возможности и отслеживаем любые отклонения от ожидаемого – будь то перестановка мебели в комнате или изменение эмоциональных реакций у любимого человека. Эта информация может стать объектом сознательного внимания только позднее. Действительно, огромная часть повседневной жизни происходит без участия сознания – действия запускаются какими-то сигналами среды, интуитивно соответствующими установившимся привычкам».