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

пальцам обеспечивается отсечением лишних клеток, а не их добавлением. Те же принципы применимы и к построению мозга. В процессе развития организм продуцирует на 50 % больше нейронов, чем нужно. Массовое их вымирание — стандартная рабочая процедура.

Рак — проявление пластичности, при которой что-то пошло не так

Не исключаю, что пути изучения онкологических заболеваний на современном этапе в какой-то момент пересекутся с нашими исследованиями пластичности мозга.

Представлю вам схематичную картинку возникновения рака: в клетке происходит мутация, принуждающая ее снова и снова делиться. При такой бесконтрольной репликации клетки накапливаются, вырастают в опухоль и нарушают работу остальной системы.

В реальности рак гораздо сложнее, чем я описал. В самой опухоли миллиарды клеток конкурируют за выживание, причем раковые клетки бывают очень непохожи друг на друга. Как и клетки мозга, они тоже обречены на вечное соперничество в борьбе за выживание. При ограниченном запасе питательных веществ каждая клетка старается урвать свое, чтобы выжить. При типичном раке мутация клетки дает ей незначительное преимущество в горниле смертельной конкуренции22, позволяющее слегка опережать ближайших соседей. Однако как только клетка-мутант реплицируется, ее копии сами вступают в конкурентную борьбу. Возникают новые мутации, носители которых получают новое, более значительное преимущество и в итоге могут конкурировать еще немного успешнее. Таким образом, конкурентная борьба продолжается, развивается, рождает еще более сильных воинов — до тех пор, пока раковая опухоль в конце концов не убьет своего хозяина.

Теперь снова обратимся к мозгу и телу. Мы существа с живой нервной системой. Нейроны в мозге (а в целом все клетки в организме) вечно борются за выживание и иногда в запале борьбы скатываются в патологию. Некоторые мутации в таких обстоятельствах могут обеспечить клетке небольшое преимущество — но только ценой сталкивания всей системы в гибельный водоворот.

Предполагаю, что многоклеточные организмы отыскали эволюционную нишу на тоненькой, как лезвие ножа, грани хаоса в попытке сохранять баланс между конкуренцией, в чем-то приносящей пользу, и конкуренцией, убивающей систему. На мой взгляд, это одно из объяснений колоссального распространения онкологических заболеваний в животном царстве. Например, у большинства млекопитающих вероятность под конец жизни заболеть раком составляет 30 %. Представляется, что система на удивление легко может низвергнуться в это состояние.

В излишне конкурентной системе даже крохотное преимущество рискует обернуться катастрофой: оно может усилить конкуренцию за изменения. А система, все элементы которой мирно уживаются, скорее всего, не порождает множественных мутаций — для нее в этом нет необходимости; соответственно, и гибель ей не грозит.

Сбережение нейронных лесов

Из этой главы мы узнали, как простые правила конкуренции за территорию позволяют мозгу кодировать свои карты, способные растягиваться и сжиматься. Познакомились с Алисой, которая родилась с одним полушарием мозга, вспомнили Мэтью, которому полушарие удалили хирургическим путем. И у девочки, и у мальчика нервная система перенастроились так, чтобы информация от обоих зрительных полей поступала в оставшееся в одиночестве полушарие. Такую возможность мозгу дала конкуренция на уровне синапсов и нейронов, позволившая быстро пробудить уже существующие, но спящие связи, а со временем отрастить новые аксоны и образовать новые синапсы. По ходу дела естественное желание Алисы и Мэтью ходить, бегать, играть в салочки и кататься на велосипеде посылало мозгу сигналы релевантности, что и побудило мозг каждого реорганизоваться.

Многосложность жизни во влажных экваториальных лесах подсказала мне аналогию с многосложностью жизни, протекающей в нейронных лесах мозга. Мы склонны представлять себе наши 68 млрд нейронов в виде деревьев и кустарников, произрастающих в тесноте, но не в обиде. А вдруг наши нейроны действительно схожи с реальными обитателями леса, беспрестанно борющимися за выживание? Деревья и кустарники перебирают бесчисленные стратегии, чтобы вырасти повыше, пошире или еще каким-то образом обойти конкурентов, потому что все отчаянно стараются дотянуться до живительного солнечного света. Без него они погибают. Нейротропные факторы мы рассматриваем как аналог света и когда-нибудь сможем понять стратегии нейронов в понятиях конкурентных каверз, которые они друг дружке подстраивают.

Как я подчеркивал выше, все, о чем мы только что узнали, коренным образом отличается от подходов к созданию современных технологий. Инженеры и конструкторы с гордым видом толкуют о прозрениях относительно эффективности, КПД, минимальности требований и технической чистоты. Последнее достигается урезанием связей, однако попутно встраивает в конструируемые системы неспособность балансировать на грани хаоса, неготовность к непредвиденному и невозможность быстрой перестройки.

Зато мозг, как мы убедились, всеми этими свойствами обладает, что позволяет нам снова вернуться к вопросу, который пока остается на заднем плане, но уже требует ответа: почему молодой мозг настолько пластичнее зрелого?

Глава 9

ПОЧЕМУ СТАРОГО ПСА ТРУДНЕЕ ОБУЧИТЬ НОВЫМ ТРЮКАМ?

Рожденный подобным многим

В 1970-х годах психолог из Массачусетского технологического института Ханс-Лукас Тойбер заинтересовался состоянием здоровья ветеранов Второй мировой войны, которые более трех десятков лет назад получили ранения в голову. Тойбер отследил судьбы 520 таких ветеранов. Кто-то из них вполне реабилитировался, у других дела обстояли худо. При обработке исследовательских данных Тойбер вывел значимую переменную, объяснявшую это различие: чем моложе был солдат на момент ранения, тем лучше он восстановился; чем старше — тем более необратимыми оказывались повреждения мозга1.

Юный мозг подобен земному шару пять тысяч лет назад, когда разнообразные события обладали способностью двигать его внутренние границы во множестве направлений. Сегодня, по прошествии тысячелетий истории человечества, карта мира со всеми ее границами в целом установилась. Теперь, когда у нас за плечами столетия холодных и горячих войн и сражений, территориальные границы стали неподатливы к переменам. На смену кочевавшим по просторам мира ордам грабителей и конных варваров-завоевателей пришли Организация Объединенных Наций и принципы международного права. Сформировались экономики в странах, основа благосостояния которых — не награбленные сокровища, а информация и накопленный опыт. Более того, ядерное оружие является сдерживающим фактором военных конфликтов. Таким образом, даже при наличии торговых соглашений и дебатов относительно иммиграции межгосударственные границы вряд ли будут меняться. Нации обосновались на своих территориях. Если в прошлом огромные неосвоенные просторы планеты открывали обширные возможности для локализации границ, то со временем этот потенциал значительно сузился.

Мозг взрослеет подобно планете. За годы приграничных споров нейронные связи становятся все прочнее и жестче. И потому мозговые травмы чрезвычайно опасны для пожилых и значительно менее трагичны для молодежи. Зрелый мозг не может запросто взять и переопределить под новые задачи старые зоны, которые давно очерчены. Зато мозг молодого человека, пребывающий в преддверии будущих территориальных войн, способен без труда перерисовать свои карты.

Вернемся к нашим знакомцам Хаято из Осаки и Уильяму из Пало-Альто. Уже в малом возрасте они могут понимать все звуки