Пластичность мозга: Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга - Норман Дойдж

Все мы занимаемся тем, что ученые называют психической практикой, когда вспоминаем ответы на вопросы теста, учим текст роли или репетируем свое выступление, презентацию любого типа. Однако мы недооцениваем ее эффективность, потому что лишь немногие из нас делают это систематически. Некоторые спортсмены и музыканты пользуются ею для подготовки к выступлению, а известный пианист Гленн Гулд к концу своей карьеры, готовясь к записи какого-либо музыкального произведения, полагался, главным образом, на психическую тренировку.

Одной из наиболее прогрессивных форм психической тренировки являются «ментальные шахматы», в которые играют без доски и фигур. Игроки представляют доску и шахматные фигуры, отслеживая позиции. Анатолий Щаранский, защитник прав человека из Советского Союза, использовал ментальные шахматы для того, чтобы выжить в тюрьме. Щаранский, еврей по национальности, был специалистом по компьютерам, которого в 1977 году ложно обвинили в шпионаже в пользу Соединенных Штатов. Он находился в тюрьме девять лет, из которых 400 дней провел в одиночном заключении в холодном, темном карцере размером полтора на два метра. Политические заключенные, находясь в изоляции, часто «сгорают» психически, потому что мозгу, руководствующемуся принципом «не использовать — значит потерять», необходима внешняя стимуляция для сохранения соответствующих карт. В течение этого продолжительного периода сенсорной депривации[108]Щаранский играл в ментальные шахматы по несколько месяцев подряд, и, возможно, это помогло ему оградить свой мозг от распада. Он играл одновременно белыми и черными фигурами, удерживая все ходы в голове — беспримерная работа для мозга. Однажды Щаранский сказал мне — наполовину в шутку, наполовину всерьез, — что, если бы он продолжал играть в шахматы в уме, то мог бы стать чемпионом мира. После освобождения из тюрьмы ему удалось, с помощью представителей западной общественности, переехать в Израиль, где он стал членом кабинета министров. Когда чемпион мира по шахматам Гарри Каспаров играл против премьер-министра Израиля и членов кабинета, он выиграл у всех, кроме Щаранского.

Благодаря результатам сканирования мозга людей, активно использующих психическую тренировку, мы можем предположить, что происходило в мозге Щаранского во время пребывания в тюрьме. Вспомните историю Рудигера Гамма, молодого немца, обладавшего обычным интеллектом, он превратил себя в математического гения, став человеком-калькулятором. Хотя от рождения Гамм не обладал исключительными математическими способностями, сегодня он может в уме возвести число в девятую степень или вычислить корень пятой степени из числа и за пять секунд отвечает на вопрос: «Сколько будет 68 умножить на 76?». Начиная с 20 лет, Гамм, работавший в то время в банке, начал по четыре часа в день заниматься тренировкой навыков расчетов. Когда ему исполнилось 26 лет, он стал гением вычислений и мог позволить себе зарабатывать на жизнь выступлениями на телевидении. Специалисты, обследовавшие его мозг в момент проведения вычислений с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), обнаружили, что у Гамма в процесс вычисления вовлекается больше участков мозга, чем обычно.

Психолог Андерс Эрикссон — специалист по развитию профессионального мастерства, выявил, что люди, подобные Гамму, при решении математических задач полагаются на долговременную память, в то время как другие используют для этого кратковременную память. Профессионалы хранят в памяти не ответы, а основные факты и стратегии, которые помогают им эти ответы найти, и у них существует немедленный доступ к ним, словно они хранятся в краткосрочной памяти. Подобное использование долговременной памяти для решения проблем типично для специалистов в большинстве сфер деятельности, и Эрикссон выяснил, что для того, чтобы стать таким специалистом, как правило, требуется около десяти лет упорного труда.

Одна из причин, по которой мы можем изменить наш мозг лишь с помощью воображения, заключается в том, что, с точки зрения нейрофизиологии, мысленное представление какого-либо действия и его совершение не очень отличаются. Когда люди закрывают глаза и представляют простой объект, такой как буква «а», активируется первичная зрительная кора, словно они действительно смотрят на эту букву. Сканирование мозга показывает, что в процессе действия и его мысленного представления происходит активация ряда одинаковых участков мозга. Именно поэтому визуализация может улучшить исполнение.

С помощью эксперимента, который поражает своей простотой, Гуанг Ю и Келли Коул доказали, что визуализация использования мышц действительно их укрепляет. В исследовании участвовали две группы, одна из которых выполняла физическое упражнение, а другая представляла, что занимается им. Обе группы тренировали мышцы пальца с понедельника по пятницу в течение четырех недель. Первая группа выполняла серии из 15 максимальных сокращений мышцы с двадцатисекундным перерывом на отдых. Члены второй группы просто представляли, что совершают 15 максимальных сокращений мышцы, и одновременно воображали, что слышат голос, который кричит им: «Сильнее! Сильнее! Сильнее!».

К концу исследования испытуемые, выполнявшие физическое упражнение, как и ожидалось, увеличили мышечную массу на 30 %. У тех, кто только представлял, что делает упражнение, за тот же период времени мышечная сила возросла на 22 %. Объяснение этих результатов кроется в двигательных нейронах мозга, которые «программируют» движения. Во время воображаемых сокращений нейроны, отвечающие за связывание последовательностей указаний для движений, активируются и укрепляются, приводя к повышению силы мышц при их сокращении.

Это исследование положило начало разработке первых приборов, которые реально «читают» намерения людей. Приборы для «перевода намерений» получают доступ к двигательным программам человека или животного, представляющего какое-либо действие, расшифровывают характерную электрическую «кривую» и передают команду на прибор, который претворяет задачу в действие.

В настоящее время подобные приборы разрабатываются для того, чтобы полностью парализованные люди могли двигать предметы.

Разработка этих приборов проходила в несколько этапов. В середине 1990-х годов двое нейробиологов из Университета Дьюка — Мигель Николелис и Джон Чапин — начали проведение серии поведенческих экспериментов, целью которых было научиться читать намерения животных. Они тренировали крысу нажимать на педаль, соединенную с рычагом, находившимся за пределами клетки. Каждый раз, когда крыса нажимала на педаль, электронное устройство наклоняло рычаг, и из желоба вытекала вода, которую она могла выпить. У крысы была удалена небольшая часть черепа, и в двигательную кору мозга вживлена группа электродов. Эти электроды фиксировали активность 46 нейронов в двигательной коре, задействованной в планировании и программировании движений (нейронов, которые обычно посылали команды по спинному мозгу к мышцам). Поскольку целью эксперимента была регистрация сложных намерений, оценка активности 46 нейронов должна была проводиться одновременно. Каждый раз, когда крыса дотрагивалась до педали, Николелис и Чапин регистрировали активацию программирующих движение нейронов, а небольшой компьютер оценивал и обрабатывал их сигналы. Вскоре компьютер «распознал» паттерн нейронной активности для нажатия на педаль.