Семь с половиной уроков о мозге

Издательство «Манн, Иванов и Фербер» представляет книгу профессора психологии Бостонского университета Лизы Фельдман Барретт «Семь с половиной уроков о мозге. Почему мозг устроен не так, как мы думали» (перевод Павла Шевцова).

Семь коротких, захватывающих эссе откроют читателю дверь в удивительный мир человеческого разума. Вы узнаете, как начал формироваться мозг, какова его структура и почему это важно понимать, как ваш мозг взаимодействует с мозгом других людей и создает реальность, в которой вы живете. Вы познакомитесь с самыми последними данными, полученными специалистами, исследующими мозг, и попутно освободитесь от влияния многих мифов, таких как гипотеза о «рептильном мозге», теория о борьбе рассудка и эмоций и разграничение между врожденными и приобретенными качествами.

Предлагаем прочитать фрагмент книги.

Как детский мозг адаптируется к окружающему миру

Замечали ли вы когда-нибудь, что детеныши многих животных могут гораздо больше, чем младенцы? Новорожденный уж почти сразу начинает ползать без какой-либо помощи со стороны. Жеребята вскоре после появления на свет могут ходить, а кроха шимпанзе способен держаться за шерсть мамы.

Мы же, будучи младенцами, довольно беспомощны и не можем контролировать даже собственные конечности. Многие животные появляются на свет с мозгом, лучше приспособленным управлять их телом. Мозг новорожденного человека недостроен и достигает зрелости, только когда полностью формируются основные нейронные связи, а это происходит примерно к 25 годам.

Почему эволюция распорядилась так, чтобы «проводка» в мозгу младенца была сформирована лишь отчасти? Пока никто не может ответить на этот вопрос (хотя многие ученые уже высказывали разные мнения). Но зато известно, в соответствии с каким «планом» формируются наши нейронные связи в младенческом возрасте и какие преимущества нам дает этот процесс.

Обсуждая данные вопросы, исследователи, как правило, заостряют внимание на противостоянии природы и воспитания: считается, что одни аспекты поведения человека запрограммированы генами еще до момента его рождения, а другие приобретаются в ходе освоения общепринятых культурных норм. На самом же деле такого разделения не существует. Нельзя развитие конкретных черт приписывать только наследственности или только окружающей среде, потому что эти два фактора сложно и неразрывно «переплетены», как влюбленные, страстно исполняющие танго. Нет смысла давать им отдельные названия вроде «природа» и «воспитание».

То, как будут проявлять себя гены младенца, в значительной степени зависит от окружающей среды. Например, области мозга, активнее всего вовлеченные в получение информации от органов зрения, нормально развиваются только при условии, что сетчатка новорожденного регулярно подвергается воздействию света. Благодаря определенной форме ушей мозг совершенствует способность улавливать звуки вокруг себя. Еще любопытнее то, что малышу необходимы дополнительные гены, которые попадают в его тело из окружающей среды. Эти микроскопические гости проникают в организм в виде бактерий и оказывают влияние на мозг, суть которого ученые только-только начинают понимать.

Нейронные связи в мозгу младенца формируются под влиянием тех, кто ухаживает за ним. Беря на руки и баюкая новорожденного, мы показываем ему свое лицо на близком расстоянии, и его мозг учится запоминать и распознавать черты разных людей.

Тот, кто ухаживает за ребенком, выполняет важнейшую задачу — помогает его мозгу сформировать полноценные нейронные связи

Показывая малышу коробки и конструкции, мы развиваем у него способность визуально различать края предметов. Есть и другие действия, которыми мы помогаем маленькому человеку постепенно адаптироваться к социальным нормам. Например, мы обнимаем его, разговариваем, когда происходит что-то важное, смотрим ему в глаза. Благодаря всему этому младенец поэтапно осваивает основы культуры, в которой растет, и его мозг постепенно формируется.

Пока нейроны младенца получают информацию об окружающем мире, некоторые из нервных клеток испускают сигналы чаще других, создавая таким образом условия для постепенных изменений. Мозг новорожденного становится все более сложной системой, и происходит это благодаря двум процессам — назовем их настройкой и обрезкой.

Под настройкой имеется в виду укрепление связей между нейронами, особенно тех, которые используются часто или играют важную роль в рациональном расходовании и накоплении биологических ресурсов (вода, соль, глюкоза и т. д.).

Если вновь сравнить нейроны с маленькими деревьями, то настройка в данном случае означает, что дендриты становятся всё более густыми, а аксоны, напоминающие стволы, наращивают, как кору, слой миелина, по которому происходит быстрая передача импульсов. Хорошо настроенные соединения более эффективны при передаче и обработке информации, поэтому с большей вероятностью именно они будут использованы повторно. Таким образом, мозг, скорее всего, будет не раз воссоздавать задаваемые ими паттерны. Как любят говорить нейробиологи: «Нейроны, которые срабатывают вместе, соединяются вместе».

Связи, которые используются редко, ослабевают и отмирают. Так происходит обрезка. Это важнейший аспект развития, так как в мозгу новорожденного намного больше нейронных связей, чем будет действительно нужно. У человеческого эмбриона нейронов вдвое больше, чем пригодится взрослому, а нейроны ребенка гораздо более ветвистые, чем нейроны взрослого. Неиспользуемые связи между нейронами приносят пользу на начальных этапах, позволяя мозгу адаптироваться под разные типы окружающей среды, но в долгосрочной перспективе становятся с точки зрения метаболизма обузой.

Мозг, продолжая расходовать на них свою энергию, не получает взамен никакой выгоды. Однако, обрезая эти ненужные части, наша нервная сеть освобождает пространство для обучения, то есть получает возможность наладить связи между более полезными нейронами.

Настройка и обрезка связей происходят постоянно и продолжаются всю жизнь. На ветвистых дендритах появляются новые «побеги», которые наш мозг либо настраивает, либо удаляет. Если какой-то из «побегов» не подвергается настройке, через пару дней он исчезает.

Приведу три примера настройки и обрезки, позволяющие увидеть, как из мозга новорожденного в итоге формируется мозг взрослого человека. Несовершенные нейронные связи, с которыми мы появляемся на свет, в течение многих месяцев и лет развиваются, руководствуясь «инструкциями», поступающими из окружающей среды.

Для начала вспомните, как ваш организм следит за своим «бюджетом». Когда появляется чувство голода, вы открываете холодильник. Ощущая усталость, вы ложитесь спать. Если холодно, надеваете пальто, а испытывая стресс, начинаете глубоко дышать и, таким образом, успокаиваетесь. Младенец ни одно из этих действий самостоятельно выполнить не может. Даже отрыгнуть без посторонней помощи он не в состоянии. И вот тут-то на помощь приходит тот, кто о нем заботится. Этот человек регулирует всё, что происходит в окружающей ребенка среде, — его кормят, в определенное время укладывают спать (или, по крайней мере, пытаются!), укутывают одеялами и заключают в объятия. Эти действия помогают мозгу новорожденного поддерживать бюджет тела, поэтому его внутренние системы работают нормально и он остается живым и здоровым.

Если заботящийся взрослый справляется со своими обязанностями хорошо, нейронная сеть ребенка сама настраивает необходимые связи и удаляет лишние, поддерживая оптимальный бюджет. Постепенно мозг ребенка начинает все лучше и лучше управлять работой тела, и значимость посторонней помощи уменьшается. Ребенок уже может засыпать самостоятельно, а не только на руках взрослого и умеет класть себе в рот кусочек банана, не пачкая им лицо. Самостоятельно надевать свитер или готовить себе завтрак ребенок, скорее всего, будет лишь спустя несколько лет, но начинается всё именно с того, что мозг учится контролировать бюджет организма.

На маленький мозг влияет и то, чего близкий взрослый не делает. Например, если вместо того, чтобы дать младенцу заснуть самостоятельно, каждую ночь убаюкивать его, тот может так и не научиться засыпать без посторонней помощи. Если малыш долго плачет и это остается без внимания, то в его мозгу «записывается» информация, что окружающий мир ненадежен, опасен, и должный контроль над биологическим бюджетом утрачивается.

Впрочем, в возрасте от одного до трех лет кое-что меняется. В этот период мозг учится успокаивать тело после вспышек раздражения или гнева и в дальнейшем рационализировать бюджет организма уже без эмоциональных всплесков. Когда моя дочь была маленькой, я обнаружила, что если предоставить ей определенную свободу действий, то ее мозг привыкал самостоятельно успокаивать ее нервы. В целом если с малышом одного-трех лет не слишком нянчиться и не проявлять чрезмерное внимание к каждой его малейшей нужде, а вместо этого создать условия для его самостоятельного развития, то организм ребенка научится лучше распоряжаться своим телом. Понять, когда маленьким детям надо помочь, а когда позволить им проявить самостоятельность, — это одна из самых трудных задач для любого родителя.

Второй пример настройки и обрезки касается концентрации внимания. Бывало ли так, что, находясь в толпе и не прислушиваясь к звучащим вокруг разговорам, вы вдруг обращали внимание на голос, который произносил ваше имя? (Ученые называют это «эффектом коктейльной вечеринки».) Ваш взрослый мозг способен легко сосредоточиться на чем-то, игнорируя все остальное, так как в нейронной сети есть небольшие скопления клеток, главная задача которых — фокусироваться на одних деталях, воспринимая их как важные, и не расходовать внимание на другие. Мозг постоянно фокусирует внимание, хотя зачастую вы этого не осознаёте.

Иногда, правда, и взрослым нужна помощь, чтобы сосредоточиться, вот почему противошумные наушники так хорошо продаются. А у мозга новорожденного нет «прожектора». Есть что-то вроде фонаря, освещающего довольно большую часть окружающего мира. У младенцев отсутствуют нейронные связи, способные превратить их «фонарик» в луч «прожектора».

И здесь младенцу вновь должны помочь ухаживающие за ним взрослые. Их задача — направлять внимание малыша на интересные вещи. Например, мама берет маленькую игрушечную собачку, смотрит сначала на нее, потом на своего грудничка, затем опять на собачку, таким образом подсказывая младенцу, куда нужно направить взгляд. Мама намеренно нараспев говорит: «Смотри, какой милый песик!» Речь матери и переключение взгляда показывают ребенку, что игрушечная собака важна, поэтому он должен изучить ее.

Постепенно мы учим ребенка определять, что в окружающей его действительности важно, а что — нет. В результате его мозг формирует представление о происходящем вокруг так, чтобы определять, что способно повлиять на бюджет организма, а что можно игнорировать. Такое представление о мире ученые называют нишей. Ниша формируется у любого животного в процессе развития способности воспринимать окружающий мир, выполнять наиболее целесообразные действия и регулировать бюджет организма. У взрослого человека эта ниша имеет гигантские размеры, и в этом с ним не может сравниться, пожалуй, ни одно другое живое существо. Ваша ниша простирается гораздо дальше, чем то, что вы видите в данную минуту, и охватывает события, происходящие по всему миру, в прошлом, настоящем и будущем.

Если регулярно практиковать с ребенком разделение внимания, тот через несколько месяцев он начинает сам инициировать этот процесс — он смотрит на взрослого, словно спрашивая, находится ли сейчас что-либо в его детской нише и каким образом это способно повлиять на бюджет его организма. Именно так ребенок привыкает все лучше и лучше фокусировать внимание на важных составляющих окружающего его пространства.

Третий пример настройки и обрезки касается развития органов чувств. В течение первых месяцев жизни младенца окружает множество разных звуков, в том числе и звуки разговоров. При помощи своего «фонарика» он улавливает их все. В ходе исследований выяснилось, что новорожденный способен различать большое количество слов, в том числе такие, которые до его ушей доносятся нечасто. С течением времени на основе звуков, которые младенец слышит чаще всего, формируются нейронные связи. Привычные звуки он начинает воспринимать как часть своей ниши, а те, которые слышит редко, — как неважные шумы. Относящиеся к ним нейронные связи в дальнейшем перестают быть полезными и удаляются.

Ученые считают, что такой вид обрезки может быть одной из причин, по которым детям проще учить языки, чем взрослым. В различных языках используются разные наборы звуков. Например, в греческом и испанском мало гласных звуков, а в датском их около 20 или больше (в зависимости от того, как считать). Если в детстве окружающие разговаривали с вами на разных языках, то ваш мозг, скорее всего, настраивал и удалял нейронные связи так, чтобы уметь различать звуки всех этих языков. А если вы в первые годы жизни слышали речь только на родном языке, то для того, чтобы распознавать иностранные слова, вам пришлось бы заново «настраивать» слух, а это непростая задача.

Примерно так же происходит с умением запоминать и узнавать лица. Младенцы учатся различать людей, появляющихся рядом с ними. Мозг запоминает черты их лиц, производя настройку и обрезку в своей нейронной сети, чтобы потом видеть между лицами разницу. Но дело в том, что ребенок, как правило, растет в среде представителей одного и того же этноса, а это значит, что мозг имеет возможность запечатлевать лица с не очень сильно различающимися чертами. Это, по мнению ученых, одна из причин, почему нам трудно различать лица представителей другой национальности и запоминать их. К счастью, эту способность можно быстро восстановить, если «перенастроить» мозг, начав часто смотреть на лица непохожих друг на друга людей. Это гораздо проще, чем «переналаживать» восприятие, обучаясь улавливать звуки неродного языка.

В описанных примерах и навык распознавания языка, и навык запоминания лиц связаны с одним из органов чувств. Но окружающий мир передает нам информацию через несколько каналов восприятия. Так, когда мы кого-то целуем, возникает целый спектр ощущений: мы видим лицо человека, слышим его дыхание, чувствуем его губы, их вкус и запах, биение своего сердца. Наш мозг «собирает» все эти ощущения, связывает их между собой и превращает в единое целое. Наука называет этот процесс сенсорной интеграцией.

В ходе взросления ребенка сенсорную интеграцию также сопровождает настройка и обрезка. Сначала новорожденный не в состоянии узнавать лицо мамы, потому что не понимает, что такое лицо, и механизм визуального восприятия у него еще не развит. При этом младенец может слышать, как звучит мамин голос, и чувствовать, как пахнет грудное молоко. Если положить совсем маленького ребенка на живот мамы, он начнет ползти к ее груди, чувствуя этот запах. Вскоре развивается способность узнавать маму с помощью разных комбинаций данных, которые малыш получает от разных органов чувств. Каждый раз, когда мама появляется рядом, мозг грудничка воспринимает ее с помощью зрения, обоняния, слуха, осязания, вкуса, а также ощущений, возникающих внутри тела самого ребенка. «Впитывая» всю эту информацию, он запоминает: сейчас рядом со мной находится человек, способный регулировать мой «биологический бюджет». Благодаря сенсорной интеграции у младенца формируется ощущение доверия, а на его основе возникает привязанность.

Три приведенных примера настройки и обрезки показывают, насколько существенно социальная среда определяет физические процессы, под влиянием которых формируется «проводка» нашего мозга. Знали ли вы, что воспитатели такие эффективные электрики?