Как планета Земля разделена на Восточное и Западное полушария, так и кора головного мозга разделяется на левое и правое полушарие. Термин «латерализация» используется для описания специализации каждой из двух половин мозга. Например, у большинства людей речь и грамматика склонны локализоваться в левом полушарии.
Влетев внутрь мозга, чтобы рассмотреть его поближе, мы осуществляем мягкую посадку в нейроне – одной из 80 млрд нервных клеток, которые служат в качестве «фиксированной разводки» нервной системы и занимаются переработкой информации. Нейроны обслуживают 100 млрд глиальных (нервных) клеток, которые питают их и модулируют их активность. Нейроны немножко похожи на реки, которые текут по континентам, позволяя людям перевозить грузы и пассажиров из одного региона в другой. А в мозгу каждый нейрон транспортирует информацию.
МОЗГ И ЕГО ОТДЕЛЫ
ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ В НЕЙРОНЕ
Каждый из нейронов начинается с маленького родничка, или клеточного ядра, окруженного клеточным телом. От этого клеточного тела отходят два вида рукавов, или ветвей, и, да будет вам известно, наш посадочный двигатель, похоже, запутался в одной из этих ветвей, называемых дендритами! Их функция – получение входящей информации, и, кажется, они хотят убедиться в том, что хорошо усвоили все, что мы несем с собой, прежде чем передать нас через длинный отросток аксона и синаптический промежуток в следующие заросли дендритов. Мы как будто проходим проверку службы безопасности.
Предположим на минуточку, что мы везем в качестве груза детскую песенку «Баю-баюшки-баю». Мы проходим таможню и устремляемся вдоль аксона со скоростью света. Миелиновая оболочка, состоящая из жировых клеток, обволакивает аксон и действует как берега реки, удерживая нас в фарватере, пока мы не выскочим из синаптического терминала. Затем нам помогают пройти через волок, который называется синапсом. Разнообразные химические вещества – нейротрансмиттеры – переносят нас через этот район в густые заросли следующего набора дендритов, и так далее, через весь этот регион. Как пионеры-первооткрыватели, мы теперь установили в мозгу первый маршрут для этой детской колыбельной. В следующий раз, когда мы пройдем по проводящим путям мозга с той же детской песенкой, наша ракета будет ориентироваться в нем легче, поскольку мы уже «прожгли» свой маршрут; мозг запомнил «Баю-баюшки-баю». Победа! Но как же это произошло? И можем ли мы узнать что-нибудь о функциях мозга, продолжая наше путешествие?
Для мозга «больше» – не обязательно «лучше»
Карла Шац, профессор нейробиологии из Калифорнийского университета в Беркли, сравнивает неврологию мозга со сложной телефонной системой.
… Нейронная система сообщается с другими мозговыми клетками с помощью комбинации химикатов и электрических сигналов. Так что когда вы создаете соединение, может зазвонить один телефон, – а могут зазвонить и десять тысяч. В общем и целом мозг должен создать сеть из более чем сотни триллионов соединений; более того, подключения должны быть очень точными, чтобы, звоня домой, вы попали именно к себе домой, а не на другой номер. Пример – просто чтобы проиллюстрировать сложность этих операций: от каждого глаза создается примерно миллион соединений, и каждое из этих соединений может дотянуться примерно до 2 миллионов возможных абонентов. И все же из этого огромного числа адресатов выбирается менее 100 соединений, а происходит это все в процессе, который называется синаптогенезом.
Что же можно сказать о синаптогенезе? Специалисты по вешанию лапши на уши заставляют нас думать, что, поскольку синапсы быстро и бурно развиваются в младенчестве, нам необходимо сохранить как можно большее их количество. Больше – значит лучше! Крупнее – значит лучше! Да неужели? Тогда почему же природа, как садовник, производит «обрезку» мозга, уничтожая некоторые из этих драгоценных синаптических соединений? Потому что включение 500 соединений в процессе принятия решения, куда повернуть – налево или направо, – это не эффективно. Мозгу просто необходима такая «обрезка», чтобы он мог работать быстро и точно.
Связи формируются настолько быстро, что к тому моменту, как ребенку исполнится 3 года, его мозг имеет в два раза больше синапсов, чем ему понадобится, когда он станет взрослым. Эти триллионы синапсов соревнуются за пространство в мозгу, который все еще далек от своего взрослого размера. К возрасту трех лет мозг маленького ребенка может быть в два раза более активным, чем мозг его педиатра. Если у детей имеется больше синапсов, чем им понадобится, когда они станут взрослыми, то что же случается с триллионами лишних соединений? Вот ответ: они «сбрасываются» по мере того как дети растут – очень похоже на то, как змея сбрасывает свою кожу, чтобы вместить в новую свое выросшее тело.
Мозг проводит сокращение по тем же причинам, по каким это делают многие другие «организации»: благодаря выпрямленным сетям он может функционировать более эффективно. «Обрезка» – это естественная часть развития. Такое совершенствование ему только на пользу. На самом деле генетическая аномалия, которая называется «синдром ломкой Х-хромосомы», и ее результат – замедление умственного развития, неспособность к обучению и короткое внимание – связаны как раз с недостаточной «обрезкой».
По приблизительным оценкам, около 40 % кортикальных (корковых) синапсов, существующих в раннем детстве, уничтожается к моменту полного созревания человеческого организма. Поскольку «обрезка» необходима для нормального, здорового развития мозга и тела, масштабы стирания синапсов тщательно изучаются, чтобы определить «нормальный» уровень их потери.
Как мозг решает, какие соединения сбросить, а какие сохранить? Каждый раз, когда синапсы срабатывают, начиная с первых месяцев и лет жизни, они становятся более прочными и устойчивыми. Те, которые используются достаточно часто, склонны выживать; те, которые используются недостаточно часто, уходят в историю. В этом смысле переживания ребенка в первые годы жизни действительно воздействуют на постоянные цепи его мозга. Однако ученые сообщают, что в течение всего процесса развития мозг производит новые синапсы, усиливает существующие и уничтожает те, которые используются недостаточно часто. На самом деле, если все эти исследования мозга и демонстрируют некий последовательный шаблон, то шаблон этот заключается в том, что в течение всей жизни мозг постоянно растет и меняется.
