Ко всему прочему, мозг зреет не целиком, а частями: различные зоны "подходят" в разное время. Периоды, когда формируется та или иная область мозга, называются критическими, и именно в эти моменты растущая зона особенно чувствительна к внешним воздействиям. Насколько уязвим мозг в критические периоды, отлично продемонстрировали нейрофизиологи Дэвид Хьюбел и Торстен Визель в далеком 1959 году (осторожно, сейчас будут мучить котиков!). Техника опыта была очень проста: ученые заклеили новорожденным котятам один глаз, чтобы в него не попадал свет. Через несколько месяцев Хьюбел и Визель убрали повязку, и оказалось, что глаз ничего не видит. Специалисты изучили мозг котят и выяснили, что в участке зрительной коры, который "обслуживал" заклеенный глаз, аномально мало связей и нейронов в так называемых колонках глазодоминантности – зонах зрительной коры, которые "обслуживают" конкретный глаз. Зато в глазодоминантных колонках, отвечающих за второй глаз, связей оказалось необычайно много. Котята, подвергшиеся монокулярной депривации (так по-научному называется придуманная Хьюбелом и Визелем экзекуция), навсегда остались слепыми на один глаз, хотя физически он был не поврежден. Тот же опыт со взрослой кошкой не привел ни к каким ужасным последствиям – разве что кошка была крайне недовольна противной штуковиной на глазу [6]. За эти эксперименты Хьюбел и Визель в 1981 году получили Нобелевскую премию, а ученый мир осознал, как важны для развития мозга критические периоды.

В эти временные отрезки мозг в буквальном смысле строит разные зоны, причем руководствуется в работе как внутренними инструкциями, так и "подсказками" извне. Новорожденный мозг не знает, что ждет его снаружи и каким он должен стать, чтобы оптимально выполнять свою работу. У него есть только самые общие предписания по строительству зрительной коры или зон, отвечающих за распознание звуков. И если внешний мир не даст мозгу ориентиров, как именно выстраивать связи, они не появятся. Именно поэтому Маугли, выросший в джунглях, никогда не научится говорить, а дети, которым вовремя не удалили катаракту, навсегда останутся слепыми. Пример с катарактой взят не с потолка: еще совсем недавно врачи советовали родителям больных малышей отложить операцию до тех пор, пока организм ребенка немного окрепнет и сможет лучше перенести хирургическое вмешательство. В результате операцию организм переносил, но зрение так и не возвращалось.

Руководствуясь направляющими указаниями, получаемыми в критические периоды, мозг буквально в режиме онлайн прокладывает новые связи в нужной зоне. Разумеется, окружающая среда не посылает нам инструкций: из нее поступают стимулы, и мозг меняет свою архитектуру так, чтобы максимально адекватно отреагировать на них. Чем чаще встречаются однотипные стимулы, тем мощнее будут нейронные конструкции, возникшие как реакция на них. Если света нет или недостаточно, в зрительной коре не образуются структуры, необходимые для обработки сигналов от глаз. Если человек никогда не слышал звука "р", мозг не научится отличать его от "л". И так далее. На уровне структуры мозга это означает, что в нужной зоне не возникают новые связи, а те, что были, постепенно уничтожаются – происходит так называемый прунинг. Многочисленные опыты показали, что у животных, которые росли в бедной стимулами среде, формируется заметно меньше связей между нейронами, и они выглядят "неправильно" [7]. Иначе располагаются и глиальные клетки – своеобразные завхозы, отвечающие за снабжение нейронов питательными веществами (хотя в последнее время получено много данных, указывающих, что роль глии сильно недооценена, и это не завхоз, а полноценный участник когнитивных процессов). Толщина коры, метаболизм и скорость синтеза нейромедиаторов, даже работа генов – все эти параметры очень сильно разнятся у животных, которые росли в обогащенной и обедненной стимулами среде [8].

Поведение крыс, которые провели детство в пустых клетках, и крыс, живших в роскоши многоэтажных лабиринтов, укромных норок и темных переходов, тоже отличается. Животные, выросшие в бедной стимулами среде, боятся исследовать новое и предпочитают отсиживаться в хорошо изученном укрытии. Одно из первых научно обоснованных свидетельств, что среда, в которой растут звери, влияет на их характер и поведение, случайно получил известный канадский нейрофизиолог Дональд Хебб. Ученый занимался нейронами, и во многом именно благодаря его работам стало понятно, что делают эти клетки и насколько они важны для обучения. В 1947 году Хебб забрал из лаборатории домой несколько крысят – его детям захотелось иметь питомцев. Либеральный отец разрешал животным свободно бегать по дому и исследовать все закоулки. Через несколько месяцев Хебб решил проверить, отличаются ли грызуны, выросшие у него дома, от тех, что остались в университетском виварии. Он принес домашних крыс на работу, и оказалось, что они гораздо лучше лабораторных животных справляются со стандартными тестами, оценивающими умственные возможности грызунов. Более того, интеллектуальное превосходство "домашних" зверей сохранилось на всю жизнь [9]. Позже эти результаты были многократно повторены во всевозможных опытах – например, российско-грузинский этолог Ясон Бадридзе показал, что волчата, взрослевшие в обедненной среде, не способны делать главное дело волка, т. е. охотиться. Но если родившихся в неволе хищников выращивали в просторных вольерах, перекрытых ширмами, стволами деревьев, большими валунами и так далее, они охотились не хуже диких сородичей [10]. Итоги опытов с различными животными доказывают: детство в обогащенной среде улучшает когнитивные способности. А вот у зверей, которые выросли в бедной стимулами обстановке, мозг вырастает инвалидом, не приспособленным нормально реагировать на раздражители, с которыми они не сталкивались в раннем возрасте.