Каждое из наших чувств-зрение, слух, вкус, осязания, обоняние, равновесие-имеет специальные сенсорные клетки, специализирующиеся на обнаружении одной из разнообразных форм окружающей нас энергии. При стимуляции эти сенсорные клетки посылают электрический сигнал по соответствующему нерву в определенный участок мозга, где происходит обработка ощущения. Ученые считают, что деятельность этих участков настолько специализирована, что один участок не может выполнять работу другого. Наши сенсорные системы обладают пластичной природой и что в случае повреждения одной из них, другая может взять на себя выполнение ее функций.
Впервые карты мозга человека были составлены в 1930-х годах канадским нейрохирургом доктором Уайлдером Пенфилдом из Монреальского неврологического института. Для него составление карты мозга пациента означало определение проекционных зон коры мозга, где представлены различные части тела и происходит обработка информации о совершаемых ими действиях. Было обнаружено, что кора мозга в области лобных долей включает моторную систему, которая координирует движения наших мышц, и еще три зоны-височная, теменная и затылочная-образуют сенсорную систему мозга, которая обрабатывает сигналы, посылаемые в мозг от органов чувств.
Одним из важных открытий, сделанным Пенфилдом, заключалось в том, что сенсорные и двигательные зоны мозга так же, как географические карты, имеют топографический характер. Это означает что соседние участки тела человека, как правило, представлены в соседних участках карт мозга. Он так же выяснил, что, прикасаясь к определенным частям карты, можно вызвать давно утраченные воспоминания детства, это означает что психическая активность более высокого уровня, так же отображена на карте мозга. Получается, что наши карты мозга так же отвечают и за полученные навыки. И там, существует конкурентная природа нейропластичности. Если мы прекращаем тренировать наши навыки, то пространство карты мозга, предназначенной для этих навыков, переходит к тем навыкам, которые мы продолжаем использовать. Конкурентный характер пластичности так же и объясняет то, почему нам так сложно порвать с плохими привычками. Большинство из нас, мозг представляют в виде хранилища, а обучение – как средство его заполнения. Пытаясь избавиться от плохой привычки, мы думаем, что можем решить этот вопрос, просто добавив в это хранилище что-то новое. Но когда мы приобретаем плохую привычку, она завладевает участком карты мозга, и когда мы действуем в соответствии с ней, она получает все больший контроль над картой и мешает использованию данного пространств для других привычек.
В начале обучения у нас задействован весь мозг, вся сенсорная система. Но по мере научения наша система перестраивается так, что под то действие которые мы учим, выделяется для обработки уже не вся система, а происходит активация всего нескольких нейронов, которые становятся селективными в отношении этого действия.
Профессор неврологии Майкл Мерцених в ходе экспериментов выяснил, когда мы выполняем какое-либо действие, требующее одновременной активации нейронов, они выделяют BDNF. Этот фактор роста укрепляет связи между данными нейронами и помогает соединять их вместе, чтобы обеспечить их совместную активацию в будущем. BDNF так же способствует росту тонкой жировой оболочки вокруг каждого нейрона, которая ускоряет передачу электрических сигналов.
В течении сенситивного периода BDNF активирует базальное ядро – ту часть мозга, которая позволяет нам фокусировать внимание и поддерживает его в активированном состоянии на протяжении всего критического периода. Базальное ядро помогает на не только концентрировать внимание и запоминать то, что мы переживаем, но также и помогает дифференциации мозговой карты. Вот что об этом говорит Профессор неврологии Майкл Мерцених: «Словно в нашем мозге есть учитель, который говорит: «Вот это действительно важно – это вы определённо должны знать, чтобы выжить». Мерцених называет базальное ядро и систему внимания «модулирующей системой управления пластичностью» - нейрохимической системой, которая при активации переводит наш мозг в состояние предельной пластичности.
Последние функции, которые выполняет BDNF: он заканчивает укрепление ключевых связей – помогает завершить критический период. После установления основных нейронных связей возникает потребность в стабильности системы и, соответственно, меньшем уровне пластичности. Когда BDNF выделяется в достаточных количествах, он отключает базальное ядро и заканчивает волшебную эпоху обучения, не требующего усилий. В дальнейшем базальное ядро может быть активировано только при появлении чего-то важного, необычного или нового, или в том случае, когда мы делаем усилие для концентрации внимания. В качестве усиления концентрации человек должен получать вознаграждение или наказание на протяжении всего периода обучения.