Представьте, если бы каждая электрическая розетка в вашем доме была соединена со всеми остальными розетками, независимо от их расположения: в кухне, в спальной комнате, в коридоре и так далее. Если бы у вас было четыре комнаты и всего по четыре розетки в каждой, то от каждой розетки отходило бы по пятнадцать проводов. Вообразите этот клубок проводов за вашими стенами и подумайте, насколько неэффективна подобная система! Электричество текло бы по проводам к розеткам, где оно не нужно, что оборачивалось бы пустой потерей энергии и времени. Именно ради повышения эффективности электрические розетки в домах организованы в группы, соединенные через отдельные электрические цепи.
Головной мозг также функционирует эффективно благодаря тому, что нейроны соединены между собой выборочно, а не все вместе. При рождении человек имеет самое большое количество нейронов за всю жизнь. В течение первых лет жизни в головном мозге не формируется много новых нейронов{45}, зато образуются миллиарды связей между ними. Это масштабный процесс. В течение первых шести месяцев после рождения сто тысяч новых связей между нейронами образуется каждую секунду{46}. Вот что такое масштаб!
Важно, чтобы сеть нейронов головного мозга была хорошо организована, поскольку было бы крайне неэффективно, если бы каждый нейрон соединялся со всеми остальными нейронами (и это невозможно физически, так как в этом случае совокупный объем всех связей потребовал бы места размером с Манхэттен{47}). Создание межнейронных соединений (синапсов) в младенческом возрасте бывает избыточным.
Таким образом, частью эволюционной пластичности является ликвидация излишних синаптических связей – так называемый прунинг[6]. В головном мозге ребенка в возрасте одного года почти в два раза больше межнейронных соединений, чем в головном мозге взрослого человека. Процесс прунинга позволяет мозгу функционировать более эффективно, подобно тому как обрезание дерева позволяет оставшимся веткам расти активнее. Это часть более масштабного процесса, посредством которого формируется нейронная сеть в головном мозге: синаптические связи создаются, укрепляются, ослабевают или ликвидируются.
Области головного мозга, отвечающие за функционирование основных органов чувств, например зрение и слух, подвергаются процессу прунинга на раннем этапе жизни и не претерпевают существенных изменений впоследствии, если только не случится травмы мозга или болезни. Гораздо больше времени требует прунинг областей мозга, контролирующих когнитивные функции более высокого уровня, например способность к принятию сложных решений. Многие из этих систем головного мозга достигают у человека окончательной зрелости только к 20 годам или старше. В этих областях мозга в подростковом возрасте происходит наиболее активный процесс прунинга{48}, именно поэтому способность человека к выполнению когнитивных функций высшего уровня формируется под влиянием опыта, полученного в этом возрасте.
Пластичность головного мозга в зрелом возрасте
Благодаря эволюционной пластичности под влиянием опыта происходит моделирование развивающихся структур головного мозга, и это может продолжаться примерно до 25 лет. Другой тип пластичности – пластичность головного мозга в зрелом возрасте. Поскольку каждый раз, когда мы получаем новые знания или развиваем свои умения, в структуре мозга происходят устойчивые биологические изменения, определенная способность к изменениям присуща мозгу в любом возрасте. Тем не менее эти два вида пластичности различаются{49}.
Во-первых, пластичность мозга в зрелом возрасте, в отличие от эволюционной пластичности, не вносит фундаментальных изменений в структуру головного мозга. Эволюционная пластичность предполагает рост новых клеток мозга и формирование новых связей. Пластичность мозга в зрелом возрасте подразумевает лишь незначительные изменения уже существующих связей. Это похоже на разницу между обучением чтению (навык, меняющий жизнь человека) и чтением новой книги (изменение не столь радикальное).
Во-вторых, пластичность мозга в зрелом возрасте характеризуется тем, что системы мозга в меньшей степени способны к изменениям. Под влиянием внешнего опыта развивающийся мозг химически предрасположен к изменениям{50}, как влажная глина, в то время как зрелый мозг сопротивляется изменениям, как та же самая глина, но уже застывшая. Именно по этой причине у человека не улучшаются зрение или слух после того, как он вырос из младенческого возраста, и поэтому детям проще, чем взрослым, научиться кататься на скейтборде или серфе. К тому времени, когда человек взрослеет, системы головного мозга, отвечающие за зрение, слух, координацию движений, уже сформировались и «застыли». Выучить иностранный язык также проще в подростковом возрасте, чем в зрелом, когда системы мозга, отвечающие за развитие языковых навыков, уже сформировались.
Наконец, так как способность к изменениям у развивающегося мозга выше, на него может оказывать влияние гораздо более широкий спектр внешнего опыта, чем на зрелый мозг. Когда головной мозг находится в стадии развития, его формирование происходит под влиянием такого опыта, который мы даже не осознаем. В зрелом возрасте нужно уделять внимание получаемому опыту, чтобы он оказал ожидаемое влияние.
