Присмотримся к белому и серому веществу

На свежих срезах человеческого мозга или изображениях ДТТ, полученных Лебел, видна нервная ткань двух видов: наружный складчатый слой серовато-сиреневого вещества и находящееся под ним волокнистое белое вещество.

Из серого вещества состоит кора головного мозга и некоторые более глубинные мозговые структуры – такие как миндалевидное тело и гиппокамп (вместе их называют лимбической системой). Серое вещество содержит тела нейронов, их дендриты и один из видов глии – астроциты.

Белое вещество – это пучки аксонов, связывающих различные структуры или части серого вещества воедино. Пути белого вещества бывают и короткими – от левого полушария до правого, и длинными – растягиваются вниз по спинному мозгу.

Если рассмотреть под микроскопом тонкие срезы белого вещества из мозга детей разного возраста (или крыс, если вас это больше устраивает), мы увидим, что связанные с развитием модификации, описанные Лебел, зачастую почти не имеют отношения к самим нейронам.

Модификация белого вещества обусловлена олигодендроцитами. Они вытягивают длинные, тонкие, плоские отростки и обвиваются вокруг аксонов, словно оборачивают их защитной пленкой слой за слоем. Олигодендроцитовые оболочки состоят из жировой белой субстанции – миелина. Он обеспечивает электроизоляцию для аксонов. Именно миелину белое вещество обязано своим названием. Объем белого вещества показывает, насколько толстым слоем миелина покрыты аксоны. От этого напрямую зависит электроизоляция аксонов, а значит, эффективность связи между нейронами. Проще говоря, чем больше миелина, тем быстрее коммуникация.

Как я упоминала в первой главе, половина нейронов, что появились в развивающемся мозге, умирает. Однако большинство клеток гибнет до рождения ребенка. Сокращение объема серого вещества в детском и подростковом возрасте в основном связано с потерей избыточных синапсов или связей между нейронами.

Гибель половины всех новорожденных нейронов и отсекание половины образовавшихся синапсов выглядит ужасным расточительством, однако массовая пролиферация, за которой следует ликвидация, и есть способ оптимизации нейронных сетей мозга, чтобы они работали эффективнее и приспосабливались к миру, в котором мы живем.

Как же нейроны выбирают себе синаптических партнеров? Какие синапсы сохраняются, а какие удаляются?

Профессор Колин Экермен, нейробиолог Оксфордского университета, в своих исследованиях пытается ответить на этот вопрос. Когда я писала диссертацию, мы с ним работали в одной и той же физиологической лаборатории на нижнем этаже и однажды дождливым утром, пока я писала эту книгу, разговорились за кофе на кафедре фармакологии в Оксфорде. Я спросила Колина, как бы он описал «синаптическую совместимость».

«Тип, прочность и распространение синаптических связей определяют поведение отдельных нейронов в пределах нейронной сети, – объяснил он. – Эти синаптические цепочки развиваются за счет запрограммированных генетических механизмов и пластичных процессов, зависящих от деятельности». Словом, все дело в природе, среде или понемногу и в том и в другом.

«Решение принимается по принципу “не применяешь – потеряешь”, – продолжал Экермен. – Когда в нейронную сеть поступает информация, начинается настоящее состязание. Его выигрывают аксоны, у которых электрическая активность выше. Менее активные уступают и удаляются».

В годы нашего с Экерменом студенчества фразы «клетки, что работают вместе, связываются» или «синапс не вписался – без связи остался» только входили в обиход. Эти два выражения коротко описывают процесс, когда нейронная активность вызывает «срабатывание» и «связывание» предсинаптических и постсинаптических нейронов. Отбор и отбраковку синапсов регулирует опыт по принципу «не применяешь – потеряешь». Нейронная активность – биологический инструмент, с помощью которого опыт детства формирует и оптимизирует каждый конкретный мозг.

Архитектура мозга определяется ранним опытом

Человеческие младенцы рождаются гораздо менее зрелыми, чем детеныши большинства видов животных. Новорожденная газель встает на ножки уже через несколько минут после появления на свет. А нам удается встать и сделать первые шаги лишь год спустя. Но, пока мы учимся, это медленное и длительное развитие делает нас людьми, и в итоге мы здорово опережаем газелей.

В первые два года жизни малышка учится держать головку, сидеть, ходить, бегать и лазать. Она пользуется простейшими хватательными рефлексами и пробует координировать движения рук, чтобы хвататься и есть самостоятельно, держать цветной мелок и даже проводить прямую линию. Девочка учится понимать, что ей говорят, следовать простым указаниям, начинает говорить простыми предложениями – и часто очень убедительно. В этот период проявляется ее индивидуальность – уникальный набор психологических свойств. Они влияют на то, как девочка мыслит, чувствует и ведет себя.

К началу учебы в школе это уже маленькое социальное существо, развивающее взаимоотношения за пределами своей семьи. У девочки есть друзья, у нее свой характер, пристрастия и антипатии. Она рассказывает истории, занимается творчеством и готова читать, писать и выполнять простые арифметические действия. Она обретает способность мыслить, решать задачи, взаимодействовать с окружающими, проявлять эмпатию и даже развивать «модель психического» (то есть способность понимать душевное состояние – свое и других людей).

Все эти навыки осваиваются отнюдь не в изоляции. Каждая нейронная обработка информации, каждая мысль, чувство и поступок связаны с окружающим миром и возникают под его влиянием. Чтобы мозг нормально развивался, нужно взаимодействовать с людьми и предметами, осваивать новые места.

Лучше всего дети обучаются в игре. Ими движет эволюционная потребность играть, делать, пробовать, изучать, чувствовать, обонять, экспериментировать и взаимодействовать – с людьми и животными, кастрюлями и мисками с нижней полки кухонного шкафа, с дождевыми лужами. Именно в процессе такого тесного контакта с миром развивается мозг. Юный мозг подготовлен к тому, чтобы учиться и совершенствоваться с опытом. Нет никаких сомнений, что опыт нужен для оптимизации синапсов и развития навыков.

Нашему большому, сложному, социальному мозгу для развития необходимо длинное, богатое событиями детство, которое помогает ему приспособиться к разнообразию взрослой жизни и изменчивому окружению. В долгом детстве закладывается фундамент сознания и самоощущения – этих неопределенных ментальных свойств, благодаря которым каждый из нас становится обаятельной, гибкой и самобытной личностью.