Войти в систему
Войти с помощью соц. сетей:
Более половины экспрессивных генов человека участвуют в формировании такого сложного органа, как мозг. Развитие мозга у человека не происходит в отчетливых и четко определенных этапах, хотя мы можем выделить несколько периодов ускоренного роста. Просто имейте в виду: прежде чем рождается младенец, одна главная рабочая сила формирует развитие его мозга – это его генетическое наследие.
С другой стороны, мы также знаем, что внешняя среда беременной женщины, как и ее внутреннее состояние, оказывают важнейшее влияние на развитие мозга плода. Например, когда будущая мать живет в крайне стрессовых условиях, в так называемом режиме выживания, ее младенец с большой вероятностью будет иметь относительно меньший обхват черепа, меньше синаптических соединений в переднем мозге и даже относительно меньший передний мозг и относительно больший задний мозг1. Принимая во внимание все, что мы уже усвоили, это не должно удивлять нас.
Задний мозг – это силовая станция мозга, регулирующая выживание, а передний мозг – это центр мыслительных, рассудочных и созидательных процессов.
Но при нормальном течении беременности сильнее всего на неврологический рост и развитие плода влияет генетическая программа. После рождения как генетика, так и внешняя среда воздействуют на мозг младенца, продолжая развивать его.
Уже через четыре недели после оплодотворения человеческий эмбрион производит более 8000 новых нервных клеток каждую секунду. Это означает создание порядка полумиллиона нейронов ежеминутно в течение месяца. В следующие несколько недель нейроны приступают к созданию мозга, организовываясь в особых местоположениях. Позднее в течение беременности наблюдаются два отчетливых скачка роста в мозге плода. Первый – с третьего месяца беременности (в четвертом, пятом и шестом месяцах) и до начала седьмого. В течение этого времени мозг создает порядка 250 000 нейронов ежеминутно.
В конце третьего – начале четвертого месяца нейроны плода начинают образовывать дендриты, устанавливающие синаптические соединения с соседними клетками, формируя обширные области взаимосвязанных нервных сетей. Каждую секунду образуется приблизительно два миллиона синаптических соединений. Если подсчитать, мы увидим, что в этот период активного развития мозг плода производит почти 173 миллиарда синаптических соединений в день.
В то время как эти ответвления между нейронами соединяются между собой со стремительной скоростью, мозг скачивает основные тенденции и предрасположенности, действовавшие или испытываемые в прежних поколениях. Генетически наследуемая информация становится первыми индивидуальными нейронными паттернами младенца. (Как мы уже говорили в главе 3, нейроны не просто соединяются линейным образом в некую цепочку, а формируют синаптические связи, подобные по форме моделям атомов, которые вы, вероятно, видели.) Изначальный разум начинает формировать архитектуру мозга, которая будет поддерживать его функции. Учитывая формирование всех этих синапсов, сложно поверить в теорию чистой доски.
Второй период ускоренного роста начинается в третьем триместре беременности (седьмой, восьмой и девятый месяцы), продолжается после рождения и заканчивается в возрасте от полугода до года. В этот период происходит чрезвычайное увеличение общего числа нервных клеток. В третьем триместре мозг плода развивается и прорабатывается во всех своих структурах и областях, отличающих человеческий мозг от мозга других видов, включая все складки и выемки, описанные в главе 4. Первичная структура мозга устанавливается в течение этого второго неврологического скачка в развитии. Фактически в это время у плода больше нервных клеток и синаптических соединений, чем появится когда-либо за все время жизни. Это, по сути, сырьевой материал, с которым младенец начнет свой процесс обучения длиною в жизнь. Число синаптических соединений и их здоровье важнее, чем общее количество нервных клеток. Поскольку, как мы теперь понимаем, дендритные соединения скрепляют мозг, обеспечивая его дальнейшее развитие, обогащая интеллектуальные и практические способности, улучшая различные навыки и долговременную память.
Представьте, что мозг младенца словно новый бизнес. Вначале эта компания нанимает массу неспециализированных рабочих, и никто как будто не может сказать им, куда идти и что делать. Но постепенно они начинают формировать связи с другими работниками. Так появляются сети рабочих, нашедших специализированные, полезные задания для выполнения. Выживание компании зависит в большей степени от здоровья ее сетевых групп, чем от общего числа рабочих. Работники, которые быстрее всех объединяются в эти сети, в состоянии оставаться в компании. Тем не менее, где-то шесть месяцев спустя компания начинает избавляться от тех работников, которые не стали частью установившейся сети. Эта воображаемая компания также продолжает нанимать новых сотрудников, но выгоняет любых рабочих, чья деятельность оказывается необязательной в дальнейшем.
Как и в этой аналогии, к третьему триместру у плода оказывается слишком много случайных паттернов. У развивающегося мозга должны появиться более организованные сети нейронов, которые будут отвечать за выполнение особых заданий. Всего за несколько недель перед рождением, под управлением генов, созревающие нейроны начинают состязаться с соседними нейронами в формировании цепей, которые модифицируются для выполнения особых функций. Идея проста: группы нейронов, сходящихся вместе быстрее всего и формирующих нервную сеть в отдельной области, останутся в дальнейшем и создадут необходимый паттерн синаптических соединений. Это означает, что некоторые нейроны отомрут. По мере сплочения нейронов, образующих эти важные паттерны,
нейроны, не сумевшие перестроиться достаточно быстро, отмирают. Это неврологическое выживание самых приспособленных называется нейродарвинизмом2.
Поскольку организация нервных сетей начинается в ходе беременности (и внешняя среда мало влияет на этот процесс), можно легко увидеть, что растущий мозг формируется благодаря нашим внутренним генетическим механизмам.
После рождения ребенка примерно 67 % потребляемых им калорий используются для питания растущего мозга. Фактически новорожденный переживает такой стремительный рост, что редко не спит более шести минут подряд. Большая часть его энергии уходит на рост и развитие. Новые синаптические паттерны продолжают развиваться поразительными темпами. И мозг по-прежнему избавляется от необязательных синаптических связей.
После рождения развитие мозга происходит не только за счет генетики, но также за счет влияния внешней среды. Когда новорожденный начинает взаимодействовать с окружающим миром, его органы чувств собирают жизненно важную информацию из внешней среды. Постоянная стимуляция органов чувств заставляет мозг новорожденного развивать сильные синаптические связи. Ребенок в раннем возрасте придает особое значение голосу матери, ведь этот голос сопровождал его все девять месяцев в утробе. Постоянно получая ту же зрительную и слуховую информацию, он начинает идентифицировать лицо матери с ее голосом. В этом плане ребенок начинает проводить определенные ассоциации для выявления своих важнейших средств выживания.
Пробуждающиеся, едва сформированные синаптические связи младенца начинают осуществлять неврологическую запись ощущений из внешней среды. В мозге ребенка начинают формироваться особые паттерны для создания важных нервных сетей, позволяющих мозгу реорганизовывать множество своих функций и эффективно хранить, восстанавливать и обрабатывать информацию. Мы называем это обучением – и мозг новорожденного учится в быстрейшем темпе за всю жизнь. Например, с рождения младенец способен слышать любой звук. Однако только те слова, которые он постоянно слышит от своей матери, образуют основу его родного языка. Если его мать постоянно говорит по-английски, родным языком ребенка станет английский, даже если он периодически слышит людей, говорящих на других языках.
Недавние научные исследования продемонстрировали ключевую роль участия родителей в этом процессе. Когда одна группа младенцев гугукала и что-то лепетала, родители, по просьбе ученых, подбадривали их улыбками и голосом. Во второй группе родители улыбались своим младенцам в любое время, безотносительно к издаваемым ими звукам. Младенцы, получавшие немедленный отклик, развивали свои навыки коммуникации стремительнее, чем младенцы, получавшие меньше поддержки со стороны родителей. Такие результаты предполагают, что немедленное родительское одобрение играет важнейшую роль в стимулировании младенцев к экспериментам с новыми звуками и способствует неврологическому закреплению (усвоению) элементов языка3.
В то же время происходит процесс упрощения, в ходе которого мозг модифицирует синаптические связи в соответствии с тем, что он начинает узнавать, запоминать и опознавать. Синапсы, которые активируются реже других, атрофируются; и в итоге они будут отброшены или упрощены. Синапсы, относящиеся, например, к звукам, которые младенец слышит редко, будут удалены. Многие родители, усыновившие детей из других стран в возрасте до двух лет, изумлялись тому, как быстро они осваивали чужой язык, наряду с этим забывая свой родной, если на нем не разговаривали в их новой семье4.
По мере развития ребенка в определенные критические периоды происходят изменения, независимые от внешней среды. Эти автоматические процессы запрограммированы генетически. В растущем мозге ребенка генетические программы запускают химические и гормональные сигналы, вызывающие активацию определенных нервных сетей. Они, в свою очередь, позволяют мозгу обрабатывать всевозможные стимулы из внешнего окружения. Соответственно, когда новорожденный смотрит на лица, он может видеть только черно-белые очертания и расплывчатые формы. По мере того как генетические программы подталкивают его мозг к дальнейшему развитию, нервные цепи младенца становятся более проработанными, что приводит к улучшению зрительного восприятия.
Проще говоря, наш естественный процесс развития стимулирует рост нервных цепей безотносительно к каким-либо внешним стимулам. По мере того как генетические импульсы продолжают прорабатывать органы чувств и мозг растет, мы становимся в состоянии обрабатывать более внушительные объемы информации из окружающей среды, тем самым больше узнавая о внешнем мире.
Когда ребенок входит в мир, его мозг начинает формироваться через этот запутанный танец между генетикой и средой – соответственно, природой и воспитанием.
К двум годам человеческий мозг приближается к своему взрослому размеру, весу и количеству нервных клеток. Большинство нейронов продолжают умножаться в течение второго года жизни. (В некоторых частях мозга, таких как мозжечок, нервные клетки продолжают множиться и делиться во взрослой жизни.) В неокортексе по-прежнему отмечается величайшее число синапсов. К этому возрасту начинают развиваться нервные цепи лобной доли. (Однако, по генетической программе, лобная доля не прекращает развития до двадцати с лишним лет!) Продолжается избирательное упрощение синапсов, начавшееся до двухлетнего возраста. Теперь учитываются преимущественно повторяющиеся переживания, а также генетические влияния. К трехлетнему возрасту мозг ребенка образует около 1000 миллиардов синаптических связей, примерно в два раза больше, чем у среднего взрослого.
Очередной ускоренный рост нервной ткани отмечается в пубертатном периоде, когда мозг совершает еще один необходимый скачок, отвечающий генетическим изменениям, происходящим в теле. По большей части соответствующие химические и гормональные изменения влекут за собой структурные изменения в мозге, вне зависимости от внешней среды. В период отрочества, к примеру, нервные клетки, связанные с эмоциональными центрами в среднем мозге (особенно в миндалине), активируются и развиваются. В этот динамический период можно наблюдать увеличение неокортекса в толщине – у мальчиков примерно в 12 лет, а у девочек в 11 лет. Также в ускоренном темпе мозг снова упрощает неиспользуемые нервные цепи.
Массовый взрыв роста нейронов сопровождается процессом разреживания связей нервных клеток – и так происходит приблизительно до 25 лет. Учитывая, что каждый раз, когда меняется мозг, происходит повышение осознанного внимания – то есть способности к обучению, запоминанию и выражению собственного «я», – становится понятно, почему в течение этого периода многие подростки так упорно борются за свои убеждения и самоопределение.
На этой финальной стадии проявляется иерархический порядок в созревании человеческого мозга. Первыми оканчивают свое развитие сенсорный и моторный кортексы, области, ответственные за зрение, слух, ощущения и движение. Затем теменные доли завершают свой эволюционный путь, размечая некоторые окончательные паттерны языка и пространственной ориентации. Область мозга, завершающая свое развитие в последнюю очередь, это префронтальный кортекс, отвечающий за направленное внимание, формулировку и проявление намерений, планирование будущего и регулировку поведения. Эта часть мозга обладает наибольшей пластичностью, то есть максимальной способностью к созданию новых связей и освобождению от старых. Она позволяет изменяться нам самим.
Примерно в возрасте 25 лет при завершении развития лобной доли мозг достигает зрелости.
Период полового созревания отмечается повышенной сексуальностью, сильными эмоциями, импульсивным поведением и усиленной энергией. Однако до двадцати с лишним лет мы бессильны повлиять на все это, потому что именно лобная доля управляет и сдерживает импульсы и эмоции.
Проще говоря, наши мысли проясняются приблизительно после двадцатипятилетнего возраста. Но даже в этом возрасте мозг не прекращает совершенствоваться. До недавнего времени многие ученые считали, что после 25 лет мозг утрачивает способность к развитию. Но в действительности мы устроены не настолько жестко, не с таким фиксированным монтажом, как когда-то считала наука. На самом деле человеческий мозг чрезвычайно нейропластичен, то есть упорное обучение, получение нового опыта и изменение поведения позволяют продолжить переплавку мозга и в более позднем возрасте. Это прямо противоречит прошлым утверждениям о том, что мозг, по сути, останавливается в развитии на этой ступени жизни.
С этим базовым пониманием того, как генетическое наследие и ранний жизненный опыт формируют мозг, мы, как отдельные индивидуумы, теперь можем погрузиться в более важные вопросы и рассмотреть возможности нашего мозга. Что общего у моего мозга с мозгом других людей? Как проявляется в нем генетическое наследие от моих родителей, делая меня уникальным индивидуумом?
Войти с помощью соц. сетей: