В прошлых постах были охвачены первые пять эпизодов подкаста Huberman Lab: мы говорили про баланс между сном и бодрствованием, про влияние света, температуры и упражнений на циркадный ритм организма и о том, почему важно обучать свою нервную систему расслабляться, разобрались детально со сном.
Этим постом я открываю перевод шестого и последующих эпизодов, в которых раскрывается обширная и завораживающая тема - нейропластичность.
Особенности пластичности мозга в юности
Нейропластичность долгое время считалась "даром" юности - известно, что мозг молодых людей (примерно до 25 лет) невероятно пластичен. Мы усваиваем новые опыты быстро, пассивно и не прилагая значительных усилий.
Человек рождается с широкой сетью из связанных друг с другом нейронов (нервных клеток) - это выглядит как множество дорог и мелких тропинок, соединенных в хаотичном порядке.
Но в нервной системе ребенка еще мало "магистралей и шоссе" - крупных и устойчивых связей. Поэтому в начале жизни мы очень плохи в выполнении одной конкретной задачи.
В процессе взросления связи начинают укрепляться или теряться, в зависимости от нашего личного опыта - до 25 лет значительная часть этого процесса направлена именно на удаление связей, которые оказываются нам не нужны.
Когда мы слышим о нейропластичности, на ум приходит известная фраза "fire together, wire together" - нейроны, которые зажигаются вместе, связываются между собой. Именно так можно описать пластичность в юности. Мы учимся через разовые опыты: и позитивные, и негативные, - они меняют нервную систему мгновенно.
Мозг буквально жаждет изменений: между нервными клетками пока много свободного пространства, они свободно перемещаются, создают и разрывают синаптические связи.
Молодые люди учатся в большей степени пассивно: им не нужны концентрация и внимание (но лишними они тоже не будут), чтобы изменить свой мозг.
Интересно, что после 14 лет нейрогенез (появление новых нервных клеток) практически не происходит. Текущие исследования показывают, что новые нейроны однако могут появляться в обонятельной луковице. Если вы получили удар по голове, из-за которого были разорваны связи между нейронами этой области, вы потеряете обоняние (аносмия). Чтобы обоняние вернулось, эти нейроны затем восстанавливают связи, отращивая заново аксоны, и в процессе здесь появляются и новые клетки. Незначительное количество нейронов может появляться также в гиппокампе.
Нейропластичность для взрослых
Возможны ли изменения в нервной системе взрослого человека, если новые нервные клетки почти не появляются? Ответ: однозначно, да, за счет избавления от старых и ненужных связей и создания новых связей между существующими нервными клетками.
Но после 25 лет процесс нейропластичности изменяется.
Пространства между клетками становится меньше: его заполняют внеклеточный матрикс и глиальные клетки, окружающие нейроны. Изменение связей между нейронами возможно, но больше не через пассивный опыт. Для активации нейропластичности во взрослом возрасте нужны определенные условия - а именно, мозг должен быть "химически готов" к изменениям.
Мозг - индивидуальная карта нашего тела и опыта
Большая часть нашего мозга занимается репрезентацией внешнего мира и именно эта часть способна легко меняться и подстраиваться под наш опыт и наше тело, соответственно (representational plasticity). Но та часть нервной системы, которая занимается контролем пищеварения, дыхания и других жизненно важных процессов, не подвержена значительным изменениям.
В 70-80 гг. нейробиолог Торстен Визель и нейрофизиолог Дэвид Хьюбел проводили ряд экспериментов, которые показали, что участки коры головного мозга получают сигналы от определенных участков тела (они изучали передачу сигнала от сетчатки к зрительной коре). Простыми словами: наша кора и мозг в целом - это кастомизированная карта именно нашего тела с его особенностями и получаемого нами опыта, в том числе, эмоционального.
Карты мозга способны перестраиваться, в зависимости от того, откуда и с какой интенсивностью поступают сигналы. Известно, что у слепых от рождения людей, зрительная кора "захватывается" другими частями: она начинает отвечать за чтение шрифта Брайля и за слух, если эти сенсорные системы не нарушены. А если два пальца, например, указательный и средний будут соединены в один, то карта этих двух пальцев постепенно сливается в одну.
В мозге измеряется объем активности определенной части тела, и все поступающие сигналы от разных частей конкурируют между собой за место в мозге. Для взрослого человека это означает, что нельзя добавить новые нейронные связи, не изменив и не отказавшись от уже существующих.
"Если мы будем только укреплять связи между нейронами, наши нейронные сети станут перенасыщенными. Опыт показывает, что утрата существующих воспоминаний необходима для того, чтобы освободить место в сетях для новой информации" - Норман Дойдж, "Пластичность мозга".
Где ошиблись Хьюбел и Визель
Хьюбел и Визел считали, что если в критичном периоде (значит в раннем возрасте) не внести необходимые изменения в нервную систему, то в дальнейшем мозг практически невозможно перестроить.
Конечно, чем мы старше, тем меньше возможности перестроить свою индивидуальную карту. Например, если в возрасте 50 лет потерять зрение, то зрительная кора будет не так охотно перестраиваться и использоваться для чтения шрифта Брайля и слуха.
В 90-е гг. Грегг Реканзон (лаборатория Майкла Мерзенича) после ряда экспериментов установил, что у взрослых изменения возможны при определенных условиях:
карта коры его взрослых испытуемых начинала изменяться, когда они обращали максимально сконцентрированное внимание на задачу.
Когда тема пластичности вышла из лабораторий в широкие массы, появился миф, что любой опыт способен изменить наш мозг - но так работает пластичность у молодых людей.
Для взрослого человека, со сформированной картой мозга, не любой опыт приводит к изменениям, а только тот, который мы выбираем как важный и обращаем на него особенно острое внимание.
"Химический коктейль" нейропластичности
Чтобы изменить связи в нервной системе во взрослом возрасте, после 25 лет, необходимо создать определенные условия или открыть "ворота" для начала изменений.
Этих "ворот" несколько, и первые - это принять решение о том, что какая-то часть вашего опыта, эмоций, ощущений требует изменений.
Необходимо вынести этот опыт из рефлексивного состояния - обратить внимание на то, что именно мы хотим изменить.
Речь про самоосознанность, которая с точки зрения нейробиологии означает химическую подсказку для мозга: сейчас где-то здесь нам требуется внести изменения. Определенные химикаты (нейромедиаторы), которые выбрасываются в мозге при этом процессе, и дают ему возможность совершить эти изменения.
В этот момент префронтальная кора сигнализирует всем частям нервной системы: обратите внимание на то, что мы собираемся сейчас делать/чувствовать/испытывать.
В период, когда мозг наполнен этими химикатами, изменение конкретных связей между нейронами становится не просто возможным, но обязательным. Мозг теперь обязан меняться.
В этот "химический коктейль" из нейромедиаторов входят:
- Адреналин
Адреналин в качестве нейромедиатора вырабатывается нейронами в голубом пятне, а аксоны нейронов этого отдела распространяются по всему мозгу. Адреналин буквально пробуждает весь мозг и увеличивает вероятность, что нейроны в разных его участках будут активны.
- Ацетилхолин от нейронов в стволе мозга (в парабрахиальном комплексе)
- Ацетилхолин от нейронов из базальных ядер
Ацетилхолин усиливает сигнал от определенного сенсорного опыта (например, от определенного звука, на который вы помещаете внимание) - и сам сигнал становится для мозга ярче, чем другие. Если образно, то в зону, где необходимы изменения, направляется луч прожектора, который маркирует нейроны, задействованные в этом опыте.
Если есть этот "химический коктейль", мозг не просто может измениться, он обязан меняться.
________________
В следующих постах расскажу о том, какими путями можно получить это "химическое состояние" и про роль зрения в этом процессе.
Подробнее смотрите в выпуске How to Focus to Change Your Brain | Huberman Lab Podcast №6
