За день ми говоримо “з собою” багато разів, але рідко задаємося питаннями, що ховається за очевидним і начебто зрозумілим «я». Що визначає те, як ми думаємо, що відчуваємо, як сприймаємо самих себе і на що здатні? Наші можливості зумовлені природою – або ми робимо себе самі? В епіцентрі цього конфлікту – мозок, який управляє всім нашим життям.

Це одна з найскладніших систем у Всесвіті: вона здатна вчитися, рости і думати про себе саму. Відкриття того, що навколишнє середовище може впливати на розвиток і зростання мозку, стало справжньою революцією в нейробіології. Експерименти американського професора Меріон Даймонд в 1964 році показали, що у щурів, вирощених в просторих клітках з купою іграшок, кора великих півкуль була на 6% товще, ніж у тих, що виросли в маленьких нудних клітинах. Це означає, що ми можемо змінювати мозок непрямим впливом – без операцій і препаратів.

Близько чотирьох сотень років людина дивилася на світ як на точний механізм на зразок величезного годинника – і точно так же сприймала саму себе. Здавалося, ми народжуємося з «заданими налаштуваннями» – і можемо жити в строго відведених рамках. Довгий час вважалося, що дорослий мозок сформований раз і назавжди, а його клітини помирають безповоротно. Вчені були переконані, що як тільки дитинство закінчується, мозок старіє і деградує, а наше мислення неминуче погіршується, що пошкодження мозку завжди фатальні. Вважалося, що безглуздо тренувати і навчати людей з вродженими аномаліями мозку або пошкодженнями. І хоча ідею нейропластичності – здатності мозку змінюватися під впливом досвіду – виявляли в експериментах з кінця XVIII століття, її до останніх десятиліть відкидали. Але тепер все змінилося.

 Як ми виховуємо мозок

Насамперед відкриття нейропластичності торкнулося виховання дітей. Немовля народжується з незрілим мозком і робить величезний стрибок у розвитку за перші п’ять років: у малюка всього дві-три тисячі нейронних зв’язків на нейрон, а вже до трьох років кожен нейрон набирає приблизно 15 000 зв’язків. Це відбувається тому, що мозок дитини реагує на всі сигнали органів чуття, миттєво створюючи для нової інформації матеріальне втілення у вигляді клітин і їх з’єднань.

Період активного росту називається «критичним», так як саме в цей час людина дуже легко навчається. У цей тимчасового середовища колосально впливає на мозок: наприклад, за два-три роки дитина освоює різні складові мови (або навіть декількох, якщо він живе у відповідному середовищі). Якщо в «критичний» період він не буде чути мову, то у нього можуть виникнути не тільки проблеми з вимовою, а й затримки в розвитку – є теорія, що якщо немовля в перші роки життя буде перебувати в обстановці нерозбірливого шуму, то деякі частини його мозку не зможуть сформуватися повністю.

У той же час є дані, що навіть в дорослому віці можна спробувати компенсувати такі порушення. Американський вчений Майкл Мерценіх, один з головних апологетів нейропластичності сьогодні, розробив методику мовного аудіо-тренування, яке намагається коригувати різні мовні порушення: дислексію, дисграфію і деякі інші (правда, її ефективність поки викликає суперечки).

Довгий час вважалося, що після дитячого «критичного періоду» ми вже не можемо вплинути на роботу мозку – але і це не так. Ще в шістдесятих роках американський нейрофізіолог Пол Бак-і-Рита сконструював апарати сенсорного заміщення, які могли, наприклад, навчити людей з інвалідністю зору «бачити». Для цього він використовував камеру, зображення з якої перетворювалося в електросигнали.

Пацієнтам потрібно від декількох годин до декількох місяців тренування, щоб почати «бачити» за допомогою цього приладу. Їх мозок навчався перетворювати сигнали, що надходять з поверхні язика, в зорові сигнали. Така реорганізація кори головного мозку показує, що мозок легко змінюється під впливом зовнішніх змін. Так само як і більш відоме явище – загострення дотику у людей, які втратили зір: в цьому випадку нейронні мережі, які більше не використовуються зором, залучаються до діяльності нервів, збільшуючи чутливість покривів шкіри.

Як тіло малює «мозкову карту»

Інший інструмент впливу на мозок – наше власне тіло. Вперше це наочно показав той же Бак-і-Рита, який допоміг відновитися паралізованому після інсульту батькові. Його батько Педро кожен день навчався елементарним речам як дитина: розрізняти і повторювати звуки, тягнутися за предметами, хапати їх, повзати, грати в кубики, вимовляти слова – і так до тих пір, поки знову не почав ходити і говорити (в результаті він навіть зміг знову читати лекції в університеті). У той час не було можливості досліджувати пошкодження в мозку живої людини після інсульту – тільки коли Педро помер, розтин показав, що інсульт був вкрай великим і значна область його мозку була пошкоджена, при цьому клітини мозку змогли взяти на себе функції втрачених ділянок.

З появою технік дослідження мозку живих людей, ми більше розуміємо про те, як живуть і функціонують люди, які від народження не мають частини або і однієї з півкуль мозку. Раніше наука не вірила, що такі люди здатні вчитися, займатися творчістю і любити близьких – але це виявилося неправдою. У книзі Нормана Дойджа «Пластичність мозку» викладено безліч прикладів нейропластичності мозку таких людей.

Викликана тілесним досвідом нейропластичність зустрічається в житті частіше, ніж ми думаємо. Геніальні танцівники і піаністи, люди, що ставлять спортивні рекорди, навіть жінки, які отримують мультиоргазм – всі вони впливають на мозок за рахунок тренування тіла. Кожна частина тіла представлена ​​в сомато-сенсорній корі: більш чутливі і активні частини тіла більшою, а менш чутливі і активні – меншою кількістю нейронних з’єднань. Канадський нейрохірург Уайлдер Пенфілд для наочності створив «гомункула», який ілюструє, як тіло «проектується» в мозку. Якщо ви тренуєте якийсь навик – наприклад, ганяти пальцями по струнах скрипки з космічною швидкістю – то «мозкові карти» пальців стають більше, докладніше. У той же час вірно і зворотне: те, чим ви не користуєтеся, слабшає, тому якщо ви перестаєте щось робити – то втрачаєте навик.

Цією ж властивістю мозку можна пояснити позбавлення від викликаного травмами паралічу, незважаючи на плачевні прогнози лікарів. Майкл Мерценіх показав в своїх дослідах, як нервова активність змінює роботу мозку. Якщо нерв, що з’єднує вашу руку з мозком, пошкодиться, то через деякий час мозок навчиться використовувати сусідній нерв для управління тією ж рукою – досить «змусити» мозок. Дослідним шляхом Мерценіх довів, що цей орган втрачає навички так само легко, як вчиться новому: якщо він звикає до того, що ми не користуємося кінцівкою, він викреслює її з «мозкової карти», розподіляючи використовувані раніше нейрони по іншим, більш актуальним завданням. Але якщо людину помістити в ситуацію, коли вонаможе користуватися тільки знерухомленою рукою – через кілька тижнів мозок знову почне її «відчувати». Ці методи використовують, наприклад, для відновлення після інсульту. Звичайно, терміни відновлення залежать від тяжкості ушкоджень – але ці експерименти змушують нас інакше подивитися на ідею реабілітації пацієнтів.

 Чому вчитися ніколи не пізно

Але що якщо ми просто хочемо навчитися впливати на мозок, покращуючи якість життя – тобто вплинути на емоційний стан, інтелектуальний потенціал і творчі здібності? Над схемами подібних тренувань б’ються багато вчених, але жодної методики з потужною доказовою базою поки не існує – так що не вірте виробникам додатків та ігор, які говорять, що вони перевірені нейронаукою. Нейронаука поки ні в чому не впевнена, але деякі припущення у неї все ж є.

Наприклад, знаменита на весь світ серія досліджень лондонських таксистів, проведена ірландським нейрофізіологом Елеанор Магуайер, довела, що процес навчання змушує мозок розвиватися. Лондон топографічно дуже складне місто, і таксистам доводиться намагатися кілька років, щоб отримати ліцензію. Магуайер довела, що ті, хто пройшов навчання на лондонського таксиста, мають збільшений гіпокамп (він відповідає за пам’ять, і від нього багато в чому залежить здатність до навчання). Чим більше розвинений ваш гіпокамп – тим краще ваша пам’ять і здатність зіставляти нові знання зі старою базою. Простіше кажучи, дослідження довели: чим більше ви вчитеся – тим краще ви вчитеся, чим довше ви вчитеся – тим легше вам стає. Приказка «вчитися ніколи не пізно» теж про нейропластичність.

Чому бігати так само важливо як читати

Правда, з інтенсивним навчанням можуть бути пов’язані і недоліки для мозку. Сидячий спосіб життя і відсутність фізичної активності можуть призводити до порушень кровообігу – так як одну п’яту кисню з крові отримує мозок, він сильно страждає від способу життя типового городянина. Нові дослідження впливу фізичних вправ на мозок змушують нас остаточно розлучитися зі стереотипами про те, що це заняття не для інтелектуальних чи творчих людей. Згадайте щурів зі збагаченого середовища в експериментах Меріон Даймонд: в «цікавих» клітинах вони, зрозуміло, не книжки читали, а дуже багато бігали – надалі дослідження показали, що навіть один тільки біг допомагає щурячому мозку рости.

Виявилося, що аеробні навантаження у людини сприяють зростанню нейронів в гіпокампі – а значить, покращують пізнавальні здібності, вміння асоціювати і з’єднувати факти. Активно розробляє цю тему учениця Меріон Даймонд – Венді Сузукі.

Як зробити мозок слухняним

Останнім часом стає зрозуміло, що на пластичність мозку також можуть впливати наші думки і установки. Поки що не існує цілісного корпусу досліджень впливу медитації на мозок, але ті, що вже проводились, показують довготривалі зміни електричної активності в мозку. Одна з найбільш вивчених на практиці технік медитації – концентрація на об’єкті і концентрація без об’єкта – використовується західними фахівцями для підвищення креативності та ефективності мислення, про це щойно вийшла книга «Мережа і метелик».

Не можна назвати нейропластичність однозначно сильною якістю мозку. Адже це і наша слабкість, особливо якщо ми не усвідомлюємо її дію. Ефективність багаторазового повторення реклами і робота пропаганди доводять: за допомогою навчання людський мозок можна «налаштувати» на початку чужі йому потреби і емоції, зробивши для нас життєво необхідним певний товар, а народ сусідньої держави – смертельно небезпечним.

Одні і ті ж моделі відносин в романтичних фільмах, одні і ті ж сексуальні стимули в порнографії, політичні гасла на Ютуб-каналах і емоційні установки флешмобів в соцмережах, які ми споживаємо день за днем, змінюють структуру нашого мозку. А разом з нею – нашу психофізіологію, емоційність і переконання. Знаючи, як чутливий наш мозок до досвіду, людині майбутнього, можливо, доведеться стати набагато уважніше, щоб самій контролювати його роботу.