вашей позы, температуры в помещении, чистоты воздуха, шума, освещенности и других «маскирующих» факторов, которые не имеют ничего общего с циркадианными ритмами[118]. «Факторы истинного времени достойны внимания, но неоднозначны», – считает Тим Солтхауз, потому что их сложно выделить и воспроизвести в лабораторных условиях[119].
Тем не менее существуют подтверждения того, что суточные колебания температуры тела влияют на умственную деятельность, создавая предсказуемые пики и спады. Ряд исследований показал, что работа нейронов зависит от температуры мозга: более высокая температура способствует более быстрому обмену импульсами между нейронами. Ученые из Питтсбургского университета на протяжении 36 часов проводили эксперимент над молодыми людьми, каждую минуту измеряя их температуру и каждый час – показатели умственной деятельности с помощью разных заданий на скорость, аккуратность, логическое мышление и физическую сноровку[120]. Группа обнаружила существенное изменение показателей в течение суток, при этом ночной спад в качестве выполнения заданий совпал с наиболее низкой температурой тела. В то же время ученые из Гарварда сообщили о наличии связи между пиками активности, зрительного внимания, способности к запоминанию, скорости реакции и температуры тела[121].
По мнению Линн Эшер из Университета Торонто и ее коллеги Синтии Мэй из Чарльстонского колледжа, две функции мозга – принятие решений и «торможение» (отметание отвлекающей, ненужной или не относящейся к делу информации, например вербального контента цветных слов в тесте Струпа) – могут частично зависеть от малейших циркадианных вариаций[122]. В периоды спада людям сложнее отметать отвлекающую их информацию. Они принимают решения, следуя по «накатанной колее», не прибегая к анализу или оценке. Исследование Мэй и Эшер предполагает, что это едва уловимое циркадианное воздействие меняется в зависимости от возраста. Молодые люди явно страдают от рассеянности по утрам, говорят ученые, а позднее, после обеда, она пропадает, как будто ее и не было. У людей среднего возраста всё наоборот.
«Торможение» чрезвычайно затруднительно в периоды спада, поэтому Мэй рекомендует заниматься решением задач, требующих пристального внимания (например, чтением сложных инструкций), поиска информации (например, выяснением дозировки лекарства) или внимательного контроля за ответной реакцией (например, вождением в условиях оживленного движения), в пиковые часы или, по крайней мере, в те периоды, когда рассеянность минимальна[123]. Впрочем, указывает Мэй, слабое «торможение» имеет свои «плюсы», когда решение задачи требует творческого подхода, потому что помогает найти более образное решение.
Работа памяти тоже зависит от времени суток[124]. Исследование Эшер показало, что люди старшего возраста на протяжении дня испытывают то, что она называет «существенным усилением забывчивости». По утрам они забывают в среднем 5 фактов, к вечеру – уже 14[125]. Для молодых людей справедливо обратное утверждение.
В последние несколько лет ученые многое прояснили для себя в том, какую роль циркадианные ритмы играют в обучении и запоминании на молекулярном уровне, с помощью «морского зайца» – аплизии калифорнийской, моллюска подкласса заднежаберных. Если вы готовились к выступлению ночь напролет, сделали блестящий доклад, а затем обнаружили, что не помните ничего из того, что выучили, вы оказались в компании этих брюхоногих.
* * *
Почему аплизия? «Внешне она, может быть, и не очень привлекательна, – признает Эрик Кэндел, – но это чрезвычайно смышленое и совершенное создание с самыми большими нервными клетками в животном мире»[126]. Нейробиолог из Колумбийского университета, нобелевский лауреат, Кэндел первым увидел, сколько эта простая жительница моря может поведать о работе нашего мозга, когда мы усваиваем новые знания из книг или получаем их от коллеги либо преподавателя.
«Мы, люди, такие, какие есть, благодаря тому, что знаем и помним, – полагает Кэндел, – и в каком-то смысле невероятно, что благодаря изучению улиток мы узнаем об изменениях, происходящих в нашем мозге, когда он получает новую информацию, например о том, как он выглядит в начале и в конце процесса познания».
Кэндел разгадывает загадку усвоения и запоминания информации уже более полувека. Он родился в 1929 году в Вене, и его детство пришлось на варварский период истории. Над ним издевались из-за того, что он еврей. Он видел, как его отца схватила полиция. А когда ему было девять лет, случилась Хрустальная ночь[127], которую он помнит, по его собственным словам, абсолютно ясно, «как будто это было вчера». В 1939 году его семья бежала из Вены. Кэндел всю жизнь задавался вопросами о природе мышления: почему люди ведут себя так, а не иначе, как сохраняют воспоминания о том, что оказало на них особенно сильное воздействие, и, прежде всего, как они обучаются. Он верил, что пролить свет на тайны человеческого тела можно с помощью изучения низших организмов.
В самом деле, с помощью языка нервов аплизии Кэндел раскрыл одну из величайших тайн человеческого мозга: человек учится благодаря изменениям численности, функции и «внешнего вида» синапсов – контактов между двумя нервными клетками мозга. Создавая краткосрочное воспоминание, мозг усиливает уже установленный синаптический контакт, при долгосрочном воспоминании он выстраивает новые синапсы.
Хотя в человеческом организме этот процесс протекает сложнее, чем в организме морской улитки, говорит Кэндел, в нем задействованы одинаковые механизмы. На более примитивном уровне данный процесс может протекать следующим образом: в любой момент времени в мозге происходит возбуждение. Нейрон, реагируя на раздражитель, возбуждается, активируя другие нейроны. В большинстве случаев это ни к чему не приводит. Химический сигнал, переданный нейроном своему соседу, может быть слишком слабым или спорадическим, чтобы активировать соседнюю нервную клетку и сформировать цепь. Однако когда человек сконцентрирован и внимателен, как это бывает во время обучения, нейрон способен посылать соседу более частые и сильные сигналы. Синапс с соседним нейроном в этом случае химически изменится. Если первая клетка опять возбудится, пусть даже слабее, это может породить синхронный ответ теперь уже более восприимчивой второй клетки. Результатом всего этого иногда становится просто мимолетное представление о чем-то, вспыхнувшее в мозгу и отпечатавшееся в памяти на несколько секунд, а затем забытое. Но если раздражение повторяется и нейроны продолжают синхронно возбуждаться, синапс между ними делается «крепче». Постепенно возникает такая связь, что при возбуждении одного нейрона возбуждается и второй. Эта связь между нейронами – синаптическая пластичность – и может лежать в основе обучения и запоминания. По мере развития процесса, полагает Кэндел, сигналы становятся сильнее, причем сигналы одинаковой силы способны вызывать разную по силе реакцию. Если действие повторяется – как при запоминании слова или идеи либо закреплении навыка, – контакты и ритмическое возбуждение возникают вновь и вовлекают в процесс другие нейроны, формируя сеть крепко связанных между собой нервных клеток, синхронно возбуждающихся по одному и тому же сценарию при каждой активации. Этот процесс объединяет нейроны, участвующие в
