Шнобелевская премия. Самые нелепые изобретения и не только - Яна Хлюстова

Чтобы стать таксистом в Лондоне, необходимо пройти серьезную подготовку. Минимальные требования включают в себя детальное знание города в радиусе шести миль (чуть менее десяти километров) от Чаринг-Кросс, географического центра города. Водитель должен запомнить 320 основных маршрутов, проходящих через 25 тысяч улиц и улочек этой части Лондона, а также все основные достопримечательности, «включая площади, клубы, больницы, отели, театры, правительственные и общественные здания, железнодорожные вокзалы, полицейские участки, дипломатические здания, основные храмы и церкви, кладбища, крематории, парки и открытые пространства, спортивные и развлекательные центры, школы и университеты, рестораны и исторические здания. В набор знаний входит и такая информация как, например, порядок театров на Шафтсбери-авеню или названия и порядок переулков и дорожных знаков, расположенных вдоль того или иного маршрута». Водитель такси должен мгновенно реагировать на просьбы пассажира или изменившуюся ситуацию на дороге, а не смотреть на карту или обращаться за помощью к диспетчеру. В среднем кандидату на получение лицензии таксиста требуется около 34 месяцев, чтобы пройти весь курс обучения, и 12 попыток для сдачи экзамена.

В экспериментах приняли участие 16 водителей такси в возрасте от 32 до 62 лет с опытом работы от полутора до 42 лет (средний стаж — 14,3 года). Ученые исследовали их мозг, а также мозг обычных, не знающих наизусть улицы Лондона людей. Оказалось, что у таксистов объем серого вещества задней части гиппокампа существенно больше, а вот объем передней части у всех людей был примерно одинаков. Ученые сделали вывод: именно задняя часть гиппокампа отвечает за хранение и использование пространственной информации об окружающем мире. Увеличение его объема стало ответом на огромное количество новых сведений о Лондоне, которые водители на протяжении долгих месяцев «загружали» в свои головы.

Эта работа стала классическим исследованием в сфере нейронаук, она часто цитируется, когда нужно проиллюстрировать пластичность мозга взрослого человека в результате активной умственной деятельности. Наверное, лучше всего важность этого и многих других исследований, посвященных пространственному мышлению, подчеркнет Нобелевская премия 2014 года по физиологии или медицине. Ее удостоились Эдвард Мозер, Мэй-Бритт Мозер, а также Джон О’Киф за открытие клеток головного мозга, определяющих положение тела в пространстве.

Джон О’Киф в 1971 году открыл первый компонент нашего внутреннего навигатора — так называемые нейроны места. Они находятся в гиппокампе и активируются, когда человек или животное находится в конкретной точке на местности. Все вместе такие нейроны формируют «карту» окружающего нас пространства. Более трех десятилетий спустя, в 2005 году, бывшие аспиранты О’Кифа, супруги Эдвард и Мэй-Бритт Мозеры (тоже уже бывшие, после получения Нобелевской премии они развелись) обнаружили другой важнейший компонент навигационной системы организма — еще один тип нервных клеток, называемых нейроны решетки. Они создают систему координат для более точного определения нашей текущей позиции, а вместе с нейронами места помогают ориентироваться в пространстве и находить путь из одной точки в другую. Обнаружили и другие нейроны «GPS мозга» — нейроны преграды, нейроны поворота головы. Для чего служат эти клетки, можно догадаться по их названию.

Ученые проводили свои исследования на крысах, но последние исследования доказали — нейроны места и нейроны решетки есть и у людей. «У пациентов с болезнью Альцгеймера часто поражаются гиппокамп и энторинальная кора, при этом люди теряют ориентацию в пространстве и не узнают свое окружение, — говорилось в сообщении Нобелевского комитета. — Знания о системе позиционирования мозга помогут понять механизмы, лежащие в основе разрушительной потери пространственной памяти и поражающие людей с этим заболеванием». Кроме того, по мнению нобелевского комитета, изучение «внутреннего GPS мозга» вносит большой вклад в понимание процессов планирования, формирования памяти и обучения.

Конечно, наш мозг меняется не только в ответ на попытки запомнить взаимное расположение улиц и зданий. Рассказывать о результатах этих исследований можно долго и много — остановимся лишь на некоторых из них.

Наверное, каждый из нас в определенный период своей жизни учил иностранные языки — именно это занятие фигурирует в числе самых распространенных «гимнастик для мозга». И не зря: в июле 2015 года ученые выяснили, что у людей, владеющих двумя языками, объем серого вещества в лобной и теменной долях мозга больше, чем у тех, кто говорит только на одном языке. Эти области отвечают за осознанное восприятие и обработку информации, которую мы получаем извне, а также контролируют произвольные движения тела и помогают ориентироваться в пространстве. Кроме того, билингвизм — владение двумя языками — не только повышает ваши шансы на хорошую работу за границей, но и меняет ваше восприятие окружающего мира.

В одном из исследований приняли участие 48 детей в возрасте пяти-шести лет. Некоторые владели одним языком, некоторые были билингвами с рождения, а часть детей освоили второй язык после трех лет. Всем детям рассказали две истории: о ребенке-англичанине, который воспитывался в семье итальянцев, и об утенке, которого вырастили собаки. После этого детей просили ответить на вопросы: «На каком языке будет говорить ребенок, когда вырастет?», «Будет ли утенок лаять или крякать?», «Будет ли утенок покрыт шерстью или перьями?»

На первый взгляд кажется, что дети в возрасте пяти-шести лет понимают: человек говорит на том же языке, что и его окружение, а лай, кряканье, шерсть и мех — врожденные признаки разных видов животных. Такого же мнения были и ученые, но ожидания не оправдались: в итоге все дети так или иначе ошиблись.

Две группы детей — билингвы от рождения и те, кто говорил на одном языке, — думали, что врожденными будут все качества, то есть выросший в семье итальянцев англичанин все равно будет говорить на английском, а утенок, воспитанный собаками, — крякать. А вот некоторые из тех, кто выучил второй язык позже, решили, что все качества (способность лаять или крякать, мохнатые лапы, крылья, владение итальянским или английским языком) зависят от среды, а значит, утенок от общения с собаками залает и покроется шерстью. Авторы исследования заключили: раннее овладение двумя и более иностранными языками может приводить к ошибкам в восприятии детьми действительности.

И, наконец, поговорим еще об одном распространенном хобби — игре на музыкальных инструментах. Она не только ускоряет обработку звуковой информации и повышает чувствительность к звуковым нюансам — в 2018 году ученые выяснили, что на работу мозга влияет даже специализация музыканта. В эксперименте принимали участие пианисты, исполняющие классику и джаз. Для последних очень важно умение импровизировать и брать необычные аккорды, а для «классиков» — владеть аппликатурой, то есть уметь верно располагать и чередовать пальцы на клавишах инструмента. В ходе исследования выяснилось: когда джазовому пианисту нужно быстро повторить необычный аккорд, его мозг планирует движения пальцев чуть быстрее, чем сопротивляющийся импровизации мозг «классика», и исполнитель делает меньше ошибок. При этом с необычной и сложной аппликатурой меньше проблем возникало у тех, кто привык играть Чайковского и Бетховена, — их натренированный мозг быстро осваивал новую технику.