Каждый раз, когда мозг что-то узнает, происходит изменение нейронных связей. Как это выглядит? Нейронная сеть имеет много возможностей. Иногда в процессе изменения нейроны образуют новые связи с соседними нейронами. Иногда происходит отмирание некоторых связей и образование новых в других местах. Иногда изменение затрагивает лишь электрическую взаимосвязь между двумя нейронами, которая называется сила синапса.

Вероятно, в средней школе вы узнали о том, что мозг состоит из электрически активных нервных клеток – то есть нейронов, – но, возможно, вы забыли, как они выглядят. Для иллюстрации я могу познакомить вас с двумя королями в саду моей жены: с двумя изящными японскими кленами. Это замечательные растения, скорее кусты, чем деревья, с элегантными заостренными листьями, осенью приобретающими ярко-красный оттенок. Листья прикреплены к многочисленным ветвям, растущим из короткого ствола. Ствол почти скрыт из виду из-за обилия ветвей, и та малая часть, которую вы можете видеть, уходит в почву. Подземная часть клена состоит из несколько менее сложной корневой системы, как и у большинства растений.

Хотя нейроны бывают разной формы и размера, все они имеют сходное основное строение, как и наши японские клены. У одного конца типичного нейрона существуют невероятно сложные ветвистые структуры, которые называются дендритами. Они примыкают к другой структуре, похожей на ствол, которая называется аксоном. Но в отличие от ствола клена там имеется утолщение. Это утолщение, называемое клеточным телом, имеет важное значение, так как внутри него заключена маленькая сфера: ядро нейрона. Там находится командный и контролирующий центр, двойная спиральная молекула ДНК.

Аксоны могут быть короткими и толстыми, как ствол нашего клена, или длинными и стройными, как сосновый ствол. Многие из них покрыты своеобразной жировой «корой», которая называется миелином. У другого конца аксона, как и у растений, находится корневая система – ветвистая структура, называемая телодендроном, или концевым разветвлением аксона. Эти структуры обычно не такие сложные, как дендриты, но они выполняют важную функцию передачи информации, как мы с вами убедимся впоследствии.

Информационная система мозга работает на электричестве, как большинство осветительных приборов. Для понимания того, как это происходит, давайте представим, что вы выдернули один из наших японских кленов из земли вместе с корнями и, пока у моей жены не случился сердечный приступ, поднесли его к верхушке другого клена. Не давайте им соприкасаться. Теперь корневая система одного дерева парит над кроной другого.

Теперь представим, что эти два дерева являются нейронами. Телодендрии (корни) верхнего нейрона находятся близко к дендритам (ветвям) нижнего нейрона. В реальном мозге электрический импульс проходит от дендритов верхнего нейрона по его аксону и поступает в телодендрии, откуда сразу же попадает в промежуток между двумя нейронами. Для передачи информации нужно преодолеть этот промежуток. Место перехода называется синапсом, а сам промежуток – синаптической щелью. Какой прыжок с шестом нужно совершить, чтобы оставить его позади?

Решение находится на оконечностях этих похожих на корни телодендрий. Там расположены микроскопические пузырьки, содержащие некоторые из самых знаменитых молекул в истории нейрофизиологии. Они называются нейротрансмиттерами, или нейромедиаторами. Готов поспорить, что вы слышали их названия: дофамин, глутамат, серотонин.

Когда электрический импульс достигает телодендрий одного нейрона, некоторые из этих широко известных биохимических соединений высвобождаются и попадают в синаптическую щель. Это эквивалент сигнала: «Мне нужно передать сообщение на другую сторону». Нейротрансмиттеры дисциплинированно пересекают промежуток между нейронами, величина которого обычно не превышает двадцати нанометров. После переправы они прикрепляются к рецепторам дендритов другого нейрона, как суда, которые швартуются у причала. Клетка ощущает это прикрепление как сигнал: «Мне нужно что-то сделать». Во многих случаях это «делание» означает соответствующее электрическое возбуждение, которое передается по цепочке к аксонам и их телодендриям.

Хотя прыжок через пространство между двумя нейронами с помощью биохимических соединений – ловкий фокус, электрические сети мозга устроены не так просто. Если мы сможете представить тысячи японских кленов одноклеточного размера, почти соприкасающихся верхними ветвями и корнями, то получите приблизительное представление об элементарной нейронной сети. И даже это будет чрезмерным упрощением. Типичное количество связей одного нейрона с другими нейронами достигает семи тысяч, но это лишь среднее значение: некоторые нейроны имеют до ста тысяч связей! Под микроскопом нейронная ткань выглядит как тысячи кленовых деревьев, переплетенных и стиснутых в одном месте, как после чудовищного урагана.

Когда мозг узнает что-то новое, эти структуры подвергаются изменениям. Эти же структуры повреждаются по мере старения. Впрочем, есть еще одна удивительная причина, которая объясняет, почему вред, наносимый старением, очень индивидуален.

Мозг не просто реагирует на изменения внешней обстановки. Удивительно, но он способен реагировать на изменения, которые наблюдает в самом себе. Как это происходит? Мы не имеем представления. Но мы знаем, что если мозг предчувствует негативные изменения, он может создавать обходные пути для решения проблемы.

Клетки разрушаются, утрачивают связи или перестают функционировать. Эти изменения могут приводить к переменам в поведении, но так происходит не всегда. Причина в том, что мозг переходит в усиленный компенсационный режим и перенастраивает себя в соответствии с новыми условиями работы.

Основная причина старения служит темой горячих дискуссий. Некоторые ученые рассуждают об ослаблении иммунной системы (иммунологическая теория). Другие винят во всем дисфункцию энергетических систем (гипотеза и условия работы свободных радикалов и митохондриальная теория). Третьи указывают на хроническое воспаление. Кто прав? Ответ: все или никто. Установлено, что каждая гипотеза объясняет лишь определенные аспекты старения. Общий итог состоит в том, что многие системы организма попадают под удар в процессе старения, но порядок, в котором они начнут выходить из строя, строго индивидуален.

Существует примерно столько же способов прохождения через этот процесс, сколько людей живет на нашей планете. Эта покупка джинсов: один и тот же размер годится не всем. Хорошо различимые типы старения существуют, и изучение мозга – прекрасный способ рассмотреть некоторые из них. Правда, для получения наиболее точной картины нам приходится заглядывать в туманное зеркало статистики.

Наша цель – создать такой образ жизни, который будет постоянно смазывать наши биологические шестеренки, контролирующие продолжительность нашей жизни и ее качество. К счастью, геронтология хорошо финансируется. Ученые обнаружили много полезных вещей, которыми мы можем заниматься по мере того, как наш мозг становится старше. Наука меняет наши представления об оптимальной заботе о мозге. Новые открытия увлекательны и во многом неожиданны. Одно из самых радостных таких открытий стало темой нашей первой главы, это целительная сила общения и дружеских связей.