Путеводный нейрон. Как наш мозг решает пространственные задачи - Майкл Бонд

нее полагаться: если одна из ваших инструкций не соответствует реальному положению дел на местности – например, перекрыта дорога или исчез ориентир, – то у вас не будет географических знаний, на которые можно опереться, и вы не сумеете вычислить новый маршрут. Эгоцентрический подход – это взгляд из одной точки, как обычная фотография; пространственный подход больше похож на пейзаж кисти Дэвида Хокни, с его глубиной и множественной перспективой.

Логично было бы предположить, что два этих подхода используют разные области мозга. При эгоцентрической навигации в работу включаются две зоны: структура в самом центре мозга под названием «хвостатое ядро», которая управляет движением и обучением стандартному поведению, и задняя теменная кора, которая расположена в задней части мозга и играет важную роль в пространственном анализе. При пространственной навигации активизируется гиппокамп, картограф мозга. У людей, постоянно использующих пространственную навигацию, больше серого вещества в гиппокампе – вероятно, из-за усиленных тренировок; у тех, кто предпочитает эгоцентрический подход, серого вещества больше в хвостатом ядре.

Очевидный вывод заключается в том, что наш мозг реагирует на то, как мы его используем[188]. Исследования, посвященные психологии навигации, показали: в том, что касается предпочтений, ни у одного метода нет превосходства над другим[189]. Однако обнаружены существенные различия в зависимости от возраста, пола и культуры, от того, где вырос человек, в деревне или в городе, от состояния здоровья и даже от того, левша он или правша (в следующей главе мы объясним, почему так важны эти факторы).

Если вы опытный навигатор – то есть можете найти дорогу в незнакомой местности, не теряя чувства направления и зная, где вы находитесь в каждый момент времени, – то почти наверняка предпочитаете пространственную стратегию. Причина в том, что эффективная навигация требует когнитивной карты, которую сложнее построить с помощью эгоцентрической стратегии. Нетрудно догадаться, что у искусных навигаторов гиппокамп более «мускулистый», поскольку они используют пространственный подход. По крайней мере, на это указывают исследования, проведенные среди аспирантов[190]. Еще никто не изучал мозг иннуитских старейшин, полинезийских мореплавателей, австралийских аборигенов, охотников на пушного зверя с Аляски, рейнджеров армии США, картографов из британского картографического управления, но вполне возможно, что все они обладают развитым гиппокампом. Но где здесь причина, а где следствие: это результат тренировок или они родились с «талантом навигатора»? Мы не знаем ответа на этот вопрос.

Почти наверняка определенную роль играют гены. В 2016 году группа исследователей под руководством Вероники Бобот, нейробиолога из Университета Макгилла в Монреале, продемонстрировала, что люди с определенной версией, или аллелем, гена аполипопротеина Е (APOE) с большей вероятностью обладают увеличенным гиппокампом и используют стратегию пространственной навигации[191]. Эти результаты тем более интересны, что аллель, который изучали исследователи – известный как APOE 2, – защищает своих носителей от болезни Альцгеймера, в отличие от APOE 4, который вдвое повышает риск развития заболевания. Энторинальная кора, ретроспленальная кора и гиппокамп поражаются болезнью Альцгеймера в первую очередь, и ухудшение способности ориентироваться в пространстве – один из первых симптомов болезни. Бобот считает, что носители аллеля APOE 2 могут лучше сопротивляться болезни Альцгеймера из-за того, что дополнительное серое вещество в их гиппокампе служит защитой от атрофии нейронов. Возможно также, что увеличенный объем серого вещества обусловлен использованием пространственной стратегии навигации, и в этом случае, говорит Бобот, «тех, кто не обладает благоприятными генами, мы можем обучать пространственным стратегиям, которые увеличат гиппокамп и таким образом обеспечат защиту»[192].

Бобот – одна из исследователей, убежденных в том, что пространственный подход к навигации, при котором мы строим когнитивные карты, более эффективен, чем простое следование маршруту, даже несмотря на то, что требует больших ресурсов мозга. Создание когнитивных карт не помогает автоматически найти дорогу домой из незнакомых мест, но позволяет построить надежную пространственную память о ближайшем окружении. Пчелы используют когнитивные карты, чтобы возвращаться в свои ульи, а слоны – для поиска источников воды. Перелетные птицы летят по ним, завершая свое путешествие[193]. В XXI веке навыки навигации у большинства людей несравнимо хуже, чем у животных. И дело не в том, что природа обделила нас способностями к ориентированию в пространстве, – просто большую часть времени мы не используем весь потенциал внутренних карт. Более того, с возрастом мы все меньше пользуемся ими: Бобот обнаружила, что пространственную стратегию применяют 84 % детей и только половина взрослых[194]. Но эта способность никуда не исчезла, и при необходимости мы ее используем – как наши доисторические предки на протяжении сотен тысяч лет. Нет лучшего способа познать окружающий мир, чем поддерживать здоровье гиппокампа; кроме того, это может предотвратить ослабление когнитивных функций.

Немного найдется представителей животного царства, которые в искусстве навигации превосходят пустынного муравья. В поисках пищи эти муравьи уходят из гнезда и перемещаются по извилистому маршруту, пока им не улыбнется удача, а затем по кратчайшему пути возвращаются домой через местность, где они раньше не были. По дороге от гнезда они способны вычислять обратный маршрут – интегрировать по траектории – длиной как минимум 100 метров, что в 10 000 раз превышает размеры их тела. Чтобы понять, насколько это впечатляющее достижение, представьте, что для человека это равносильно тому, что он идет от дома целые сутки, а затем разворачивается и выбирает направление, которое приведет его прямо к родной двери – без помощи GPS. Большинство людей на такое не способны[195].

При интегрировании по траектории животное должно ориентироваться только на свое чувство движения. Эта информация поступает от вестибулярного аппарата, который улавливает линейное и угловое ускорение (у человека это происходит во внутреннем ухе); от потока зрительной информации, который позволяет оценить скорость; и от восприятия времени, а также обратной связи от мышц и суставов. Стандартный метод проверки способности к интегрированию по траектории – надеть испытуемому непрозрачные очки, провести вдоль двух сторон треугольника и попросить найти дорогу к исходной точке. Нейробиолог Колин Иллард обнаружил, что при решении такого рода задач результат человека «почти неотличим от случайного»[196]. Ошибки вычисления, которые мы делаем на каждом шагу, быстро накапливаются.

Интегрирование по траектории в чистом виде – это крайняя форма эгоцентрической стратегии. К ней следует прибегать только в тех редких случаях, когда вы путешествуете без навигационных приборов по местности, где нет ориентиров или границ, – например в океане, в пустыне или в полной темноте. Для большинства из нас это закончится печально. К счастью, в большинстве случаев, когда нам необходимо использовать интегрирование по траектории, в окружающей среде имеются подсказки. В темноте непросто проложить прямой путь через парк, но высокое дерево или дорожка необычной формы позволят нам объединить