Мозг материален - Ася Казанцева

Собственно, как раз поэтому малыши такие неуклюжие. Когда годовалый ребенок пытается есть ложкой, то клетки его моторной коры отправляют импульсы во всех направлениях одновременно, так что неудивительно, что ложка постоянно выпадает из руки и валяется под столом, а каша оказывается на щеках, на подбородке, на люстре, но только не во рту. Но поскольку у ребенка есть намерение научиться пользоваться ложкой (конечно, если вы мудро проводите обучение в те моменты, когда он голодный, а каша вкусная), то он анализирует свой опыт и старается повторять именно те движения, которые, пусть и по чистой случайности, все‐таки позволили донести ложку до рта. Соответственно, электрические импульсы чаще проходят именно через те нейронные ансамбли, которые требуются для доставки каши в рот, чем через те, которые нужны для доставки каши в ухо. А мозг конструктивно предрасположен к тому, чтобы укреплять связи между теми нейронами, которые мы часто используем совместно. И ослаблять связи между теми нейронами, которые мы совместно не используем. До такой степени, что человек может научиться пользоваться ложкой (и делать еще много интересных вещей). А котенок может навсегда лишиться способности видеть горизонтальные линии, если в нежном возрасте, когда процесс реорганизации нейронных связей проходил особенно эффективно, зрительная кора не получала от сетчатки совсем никаких сигналов о том, что горизонтальные линии вообще‐то в мире существуют.

Я уже говорила об этом и еще много раз повторю: любое долгосрочное обучение – это физические изменения в мозге. Сначала все слабо связано со всем, а потом то, что взаимодействует, оказывается связанным прочно, а то, что не взаимодействует, становится связанным менее прочно. И иногда это уже никак не исправить.

Тут можно приводить огромное количество метафор. Например, общение между нейронами похоже на общение между людьми. Вот вы попали в новый университет и сначала просто смутно помните всех однокурсников и преподавателей в лицо. Потом с кем‐то из них вы начинаете общаться, становитесь друзьями, влюбляетесь. Вы можете перестать тусоваться вместе после окончания университета, но вы запомните их навсегда. Тех, с кем вы не общались, вы все равно будете помнить в лицо во время учебы и некоторое время после, но вот уже через пять лет после выпускного не узнаете их ни при встрече в транспорте, ни наткнувшись на них случайно в Фейсбуке. Впрочем, пока все живы, вы всегда можете познакомиться заново в рамках какого-нибудь рабочего проекта – как и нейроны, люди формируют прочные связи с теми, с кем они взаимодействуют.

Или, например, сравните мозг с полем, заросшим травой. Сначала по нему можно ходить в любом направлении, нет никакой разницы в эффективности движения, куда бы вы ни повернули. Но постепенно на тех направлениях, по которым вы чаще всего прогоняете нервные импульсы, появляются тропинки. Потом грунтовые дороги. Потом трехполосные шоссе с баннерами. Ходить по траве и протаптывать новые тропинки по‐прежнему возможно (хотя и трудно, потому что трава со временем превращается в одревесневшие колючки), но с гораздо большей вероятностью нервный импульс отправится по проторенной, расчищенной дороге.

Это тот кусок нейробиологии, который имеет огромное прикладное повседневное значение. В этом свете примерно все становится понятным. Большинству из нас не надо прилагать серьезные волевые усилия, чтобы почистить зубы, потому что мы делали это десятки тысяч раз в своей жизни. А вот если мы попытаемся добавить другое настолько же простое действие, например каждый день намазывать лицо кремом, то будем постоянно забивать и забывать, пока не приложим достаточно волевых усилий, чтобы проложить удобные нейронные дорожки и для этого тоже. Когда в нашей жизни происходит какая‐то резкая перемена, то нас еще долго, месяцы или даже годы, накрывают флешбэки из прошлой жизни. Вы бросили курить, и физиологическая зависимость прошла за три недели, но еще год вы не будете понимать, чем занять голову и сердце в тех ситуациях, в которых курение было особенно важным, потому что эти нейронные сети не успели перестроиться (так что большинство людей срывается обратно в физиологическую зависимость). Вы поссорились с другом, и, например, уверены в своей правоте, и не планируете извиняться, но все равно еще пару лет ловите себя на том, что ведете с ним мысленные диалоги и порываетесь кидать ему прикольные ссылки, – и огорчаетесь каждый раз, когда вспоминаете, что это больше не приветствуется. Но главное, конечно, вот эта история про новые нейронные связи страшно важна для любого целенаправленного обучения. Каждый раз, когда вы занимаетесь повторением, вы повышаете вероятность того, что новые нейронные связи сформируются. Когда вы учите любой материал маленькими кусочками в течение долгого времени, вы запоминаете намного больше, чем при попытке загрузить в голову все сразу за один день перед экзаменом[150], – скорость усвоения информации ограниченна именно потому, что для нее же надо вырастить новые нейронные связи и лучше делать это постепенно.

Ну ладно, честно говоря, никто не проверял, как именно у меня в голове работает и медленно перестраивается нейронная сеть, посвященная моему утраченному другу. Мое хобби – экстраполяция. То есть да, исследователи полагают, что укрепление связей между нейронами лежит в основе любого обучения, и у них немало оснований для такой точки зрения, но ключевые прямые эксперименты с непосредственным наблюдением за молекулами и синапсами, конечно, проводят на клеточных культурах и на животных. Причем львиная доля информации была получена благодаря моллюскам, а уже потом многое из того, что верно для них, оказалось правдой и для нас.

Если вдруг вы еще не читали научно-популярную книгу Эрика Канделя “В поисках памяти”, то лучше вообще не читайте меня, а читайте ее. Если уже читали, то тем более не понимаю, что вы тут делаете. На самом деле эта глава нужна только третьей категории читателей – тем, кто Канделя еще не осилил, потому что это кирпич на 736 страниц, и предпочитает сначала получить бойкое и веселое краткое изложение от меня.

Канделю дали Нобелевку за редукционистский подход. За то, что он отвернулся – временно – от млекопитающих с их мелкими и многочисленными нейронами, среди которых толком не найти нужные, особенно когда непонятно, что именно вообще предстоит искать. Он вместо этого сосредоточился на работе с аплизией, или морским зайцем, – большущим, с человеческую ладонь, брюхоногим моллюском, у которого примерно 20 тысяч нейронов, и многие из них такие крупные, что видны невооруженным взглядом, они находятся в одном и том же месте у всех подопытных животных и выполняют одну и ту же функцию.

“Пожалуй, главная мудрость, которую дает Слизень, – пишет про аплизию нейробиолог Коля Кукушкин, – это относительность жизни, смерти, восприятия, памяти, поведения и вообще почти любого биологического процесса. Когда ты можешь разобрать животное на молекулы и, в общем, свести всю его жизнь к биохимическим каскадам, становится понятно, что ты как гигантское позвоночное очень ограничен своей обезьяньей концептуализацией живого организма в принципе. Когда ты усыпил улитку – она еще живая? А когда вытащил из нее мозг? Мозг не знает, что его вытащили. Он так может работать еще несколько дней. А если взять и вытащить из него нейроны? Они могут расти в чашке неделями и не знать, что что‐то изменилось. А если расклонировать гены, выделить РНК, разделить белки и заморозить? Молекулам все равно. Где заканчивается жизнь и наступает смерть? Что умерло, а что выжило? На каком уровне искать субъект?”