Нейропластичность — это термин, описывающий способность мозга создавать новые нейроны и нейронные связи в качестве реакции на пережитые события. Нейропластичность свойственна нашему мозгу не только в молодости: теперь мы знаем, что она сохраняется на протяжении всей жизни.
Иногда мысли о мозге просто не укладываются у нас в голове. Головной мозг человека содержит больше сотни миллиардов взаимосвязанных нейронов, сосредоточенных в небольшой черепной коробке, поэтому он одновременно очень плотный и очень сложный.
При этом каждый среднестатистический нейрон в нашем мозге имеет до десяти тысяч связей, или синапсов, связывающих его с другими нейронами. Только в части нервной системы, заключенной в черепе, находятся сотни триллионов соединений, вплетающих различные кластеры нейронов в огромную паутину. Нам не хватило бы жизни, чтобы посчитать каждую из этих синаптических связей.
Учитывая число синаптических соединений, вероятный потенциал различных состояний активации (количество паттернов импульсов активации и дезактивации) оценивается примерно в десять в миллионной степени. Предполагается, что это число больше количества атомов в известной нам вселенной. Оно также намного превышает нашу способность ощутить в рамках одной жизни даже небольшой процент этих паттернов. Как сказал один нейробиолог:
«Мозг настолько сложно устроен, что он поражает свое собственное воображение».
Эта сложность порождает практически бесконечное количество вариантов того, как мозг может использовать паттерны импульсов для формирования самого себя. Зацикливаясь на том или ином паттерне, мы ограничиваем свой потенциал.
Когда мы смотрим, как на компьютерном томографе возникают очаги активности в то время, как находящийся в нем человек выполняет определенное задание, мы ищем эти самые паттерны импульсов. Томографы чаще всего измеряют приток крови, и, поскольку некоторые виды нейронной активности повышают потребность в кислороде, приток крови к определенному участку мозга подразумевает активизацию нейронов в нем. По результатам исследований эта предполагаемая спонтанная активность нейронов коррелирует с конкретными психическими функциями: концентрацией внимания, припоминанием прошедшего события или болевыми ощущениями.
Нетрудно догадаться, как выглядела бы томограмма моего мозга, когда я вышел из себя в эпизоде с блинчиками: выраженная активность в лимбической доле, повышенный приток крови к раздраженному миндалевидному телу и сниженный приток крови к префронтальным участкам коры по мере того, как они отключались. Иногда, как случилось со мной в тот день, неконтролируемая активность мозга управляет нашими чувствами и ощущениями от происходящего и нашими реакциями. Как только моя префронтальная кора отключилась, паттерны импульсов со всех подкорковых участков стали доминировать над моим внутренним опытом и взаимодействием с детьми. Однако верно и то, что, пытаясь удержать себя в руках, мы можем использовать силу нашего сознания, чтобы изменить паттерны импульсов в мозге и тем самым изменить свои чувства, ощущения и реакции.
Один из ключевых практических уроков современной нейронауки состоит в том, что умение направлять свое внимание позволяет формировать паттерны импульсов, а также саму архитектуру нашего мозга.
Нелишним будет повторить, что, хотя физические свойства активации нейронов коррелируют с субъективным опытом, который мы называем умственной деятельностью, никто не знает точно, как именно это происходит. Однако запомните: умственная деятельность стимулирует мозговые импульсы в той же степени, в которой мозговые импульсы порождают умственную деятельность.
Когда вы добровольно решаете сосредоточиться на чем-то, например вспомнить, как выглядел мост в вашем городе прошлой осенью в туманный день, ваше сознание активирует зрительные центры в задней части коры. С другой стороны, если бы вам делали операцию на мозге, хирург мог бы простимулировать активность в задней части коры при помощи электрода, и в вашем сознании тоже возникла бы некая картинка. Стрелки причины и следствия между мозгом и сознанием указывают в оба направления.
Помнить об устройстве мозга — то же самое, что знать, как правильно делать физические упражнения. Во время тренировок нам нужно координировать и уравновешивать различные группы мышц, чтобы держать себя в форме. Аналогично мы в силах нацелить свое сознание на наращивание конкретных «групп мышц» в мозге, усиливая взаимосвязи между ними, образуя новые нейронные пути и связывая их новыми полезными способами.
Конечно, в нашем мозге нет никаких мышц, а есть кластеры нейронов, формирующие различные группы, которые мы называем ядрами, частями, областями, зонами, участками, путями или полушариями. Подобно тому, как мы можем сознательно активировать мышцы, напрягая их, мы можем «напрягать» и нейронные пути, концентрируя внимание, и тем самым стимулировать активацию в этих группах. Использование майндсайта для концентрации внимания теми способами, которые задействуют нейронные пути, — это своеобразная форма «гигиены мозга».
Связь нейронов
Обменивающиеся импульсами нейроны связываются вместе. Но давайте разложим это утверждение по полочкам. Когда мы испытываем что-то, наши нейроны активируются. Это значит, что поток ионов движется по длинному отростку нейрона, аксону, к его защитной мембране и обратно, то есть работает примерно как электрический ток. На дальнем конце аксона электрический ток вызывает выброс химического нейромедиатора в небольшую синаптическую щель, которая соединяет активный нейрон со следующим, постсинаптическим нейроном.
Выброс химического вещества активирует или дезактивирует следующий нейрон. При определенных условиях активация нейронов может привести к усилению синаптических связей. К этим условиям относятся повторение, эмоциональное возбуждение, новизна и тщательная концентрация внимания. Укрепление синапсов между нейронами позволяет нам учиться на опыте. Эта способность обусловлена тем, что с момента нашего пребывания в утробе матери, а потом в детстве и в юности базовая архитектура мозга не прекращает формироваться.
В процессе созревания плода мозг формируется снизу вверх, и ствол появляется самым первым. К моменту рождения ребенка лимбические доли у него уже частично развиты, но у нейронов коры пока отсутствуют многочисленные связи друг с другом. Такая незрелость — отсутствие соединений внутри различных участков мозга и между ними — делает нас восприимчивыми к новому опыту, что очень важно для обучения.
Огромное количество синапсов появляется в первые годы жизни. Эти соединения формируются генами, случайностью, а также опытом; при этом некоторые аспекты нашей личности меньше подвержены влиянию опыта, чем другие. Наш темперамент, например, мало зависит от опыта, он в большей степени определяется генами и случайностью. У нас может сформироваться интерес ко всему новому, и нам будет нравиться исследовать неизвестное, или же мы будем робеть в непривычных ситуациях, и нам понадобится подготовка, чтобы преодолеть изначальную стеснительность. Такие нейронные особенности закладываются еще до рождения и впоследствии напрямую обусловливают наши реакции на окружающую действительность и на то, как другие реагируют на нас.
С первых дней жизни наш незрелый мозг также напрямую формируется в процессе взаимодействия с миром, особенно при общении с людьми. Наш опыт стимулирует активность нейронов и формирует зарождающиеся синаптические связи. Именно так опыт изменяет структуру самого мозга и может в конечном итоге даже повлиять на наш сложившийся темперамент.
По мере того как мы растем и взрослеем, сложное переплетение генов, случайности и опыта формирует в нашем мозге то, что мы привыкли называть личностью со всеми ее привычками, симпатиями, антипатиями и паттернами реакций. Если у вас был положительный опыт общения с собаками и они вам всегда нравились, вы, скорее всего, испытаете удовольствие и радость, когда новая собака соседей побежит в вашу сторону. Но если когда-то собака вас сильно укусила, паттерн ваших импульсов вызовет страх и панику, и все ваше тело попытается уклониться от собаки. Если в дополнение к отрицательному опыту с собаками вас еще и очень легко испугать, такая встреча спровоцирует еще больший страх. Однако какими бы ни были ваш опыт и темперамент, их можно изменить. Осознанная концентрация внимания — это форма самоуправляемого опыта: она стимулирует новые паттерны импульсов, помогая создавать новые синаптические связи, и тем самым позволяет, например, преодолеть укрепившуюся ассоциацию собаки со страхом.
Вероятно, вы задаетесь вопросом: «Каким образом опыт и умственная деятельность — концентрация внимания — влияет на структуру мозга?» Как мы уже убедились, опыт означает проявление нейронной активности. Когда нейроны активизируются вместе, гены в их ядрах — главных центрах управления — тоже активизируются, и происходит экспрессия генов, то есть процесс выработки определенных белков. Белки впоследствии позволяют заново создавать синаптические связи или усиливают имеющиеся. Опыт стимулирует выработку миелина — липидной оболочки вокруг аксонов, — в результате чего скорость проведения сигнала по нейрону увеличивается в сотни раз. И, как мы теперь знаем, опыт способен стимулировать нейронные стволовые клетки к видоизменению в совершенно новые нейроны. Нейрогенез наряду с формированием синапсов и выработкой миелина может быть реакцией на опыт. Как говорилось ранее, способность мозга к изменению называется нейропластичностью.
Сейчас мы начинаем понимать, как тщательная концентрация внимания усиливает нейропластичность, стимулируя выработку нейрохимических веществ, способствующих структурному росту синаптических связей среди активированных нейронов.
А вот информация о еще одном недостающем кусочке головоломки. Исследователи установили, что ранний опыт меняет долгосрочное регулирование генетических механизмов внутри ядер нейронов в ходе процесса, известного как эпигенез3. Если ранний опыт положителен, то химический контроль над экспрессией генов в конкретных областях мозга может изменить регулирование нашей нервной системы так, чтобы усилить эмоциональную устойчивость. Однако если ранний опыт был отрицательным, то изменения регуляции генной активности, влияющей на стрессовые реакции, ослабляют устойчивость у детей и снижают их способность адаптироваться к стрессам в будущем. Данные о результатах эпигенеза в науке будут по-прежнему иметь сенсационный статус, ведь они напрямую связаны с пониманием влияния опыта на личность.
Итак, опыт провоцирует многократную активацию нейронов, что приводит к генной экспрессии, выработке белков и изменениях как в генетическом регулировании нейронов, так и в структурных соединениях мозга.
Дальше вы увидите, что, когда у нас концентрирация внимания происходит определенным образом, мы создаем паттерны импульсов, позволяющие ранее разделенным участкам мозга соединиться и интегрироваться.
Синаптические связи усиливаются, мозг становится более взаимосвязанным, а сознание — более адаптивным.
Мозг в теле
Важно помнить, что деятельность органа, который мы называем мозгом, сосредоточена не только в голове. Например, в сердце сосредоточена разветвленная система нервов, которая обрабатывает сложную информацию и передает ее выше, к мозгу. То же делает желудочно-кишечный тракт и другие основные системы органов.
Распределение нервных клеток по телу начинается на самом раннем этапе развития плода в утробе матери, когда клетки, формирующие внешний слой эмбриона, сворачиваются внутрь и образуют прототип нашего спинного мозга. Затем кластеры этих блуждающих клеток собираются на одном конце спинного мозга и в конечном счете образуют головной мозг.
Однако есть и другой тип нервной ткани, тесно вплетенный в нашу мускулатуру, кожу, сердце, легкие и желудочно-кишечный тракт. Некоторые из нейронных продолжений образуют часть нервной системы, помогающей сбалансированной работе тела независимо от того, бодрствуем мы или спим, — ее называют автономной.
Другие нейронные пути формируют парасимпатическую часть нервной системы, которая дает нам возможность сознательно двигать конечностями и контролировать дыхание. Простое присоединение сенсорных нервов от периферии к спинному мозгу и затем вверх через различные слои головного мозга позволяет сигналам из внешнего мира достигать коры, в результате чего мы способны осознавать их. Эта информация попадает к нам через пять органов чувств, за счет которых мы, в частности, постигаем окружающий мир.
Нейронные сети, проходящие внутри тела, включая те, что окружают полые органы — желудочно-кишечный тракт и сердце, — посылают сложные сенсорные импульсы в наш головной мозг. Эти данные составляют основу висцеральных (внутренних) карт, благодаря которым мы чувствуем нутром или сердцем. Сигналы, поступающие от тела, являются важнейшим источником интуиции и сильно влияют на нашу интеллектуальную деятельность и на осмысление своей жизни.
Другая поступающая от тела информация основана на действии молекул, называемых гормонами. Гормоны вместе с химическими элементами из пищи попадают в кровь и напрямую воздействуют на сигналы, идущие по нейронным сетям (известно, что даже наша иммунная система взаимодействует с нервной системой). Многие эти воздействия, в свою очередь, влияют на нейромедиаторы, управляющие синапсами. Эти химические «посланники» существуют в разнообразных формах, и некоторые из них — такие как допамин и серотонин — известны отчасти благодаря рекламе фармацевтических компаний. Эти вещества оказывают конкретное и весьма сложное воздействие на различные области нашей нервной системы.
Так, например, допамин участвует в подкрепляющих* системах мозга; определенные вещества или типы поведения вызывают привыкание, потому что они стимулируют выработку допамина.
Серотонин сглаживает тревожность, депрессию и перепады настроения. Еще одним химическим «посланником» является окситоцин, вырабатывающийся, когда мы чувствуем близость или привязанность к другому человеку.
В этой книге я использую общий термин «мозг», чтобы объединить все удивительно сложные процессы в нашем теле: переплетения химической среды с нервной тканью, расположенной у нас в голове. Я имею в виду тот самый мозг, который одновременно формирует наше сознание и который формируется нашим сознанием. Тот самый мозг, являющийся одной из вершин треугольника благополучия, имеет огромное значение для май- ндсайта.
Я рассматриваю мозг как функционирующую в теле систему, не ограниченную черепом, в который он заключен. Такой подход поможет нам действительно разобраться в замысловатых связях мозга, сознания и наших отношений с другими. Мы также сможем использовать потенциал нейропластичности, чтобы «отремонтировать» поврежденные соединения и создать новые паттерны, которые позволят нам получать больше удовольствия от нашей повседневной жизни.
—
* В контексте высшей нервной деятельности человека подкрепление означает процесс, с помощью которого закрепляется реакция организма. Если в результате связи между событием и реакцией на него возрастает вероятность повторения реакции в будущем, говорят о подкреплении. Прим. ред.