Главная страница

Пластичность мозга. Потрясающие факты отом, как мысли способны


Скачать 0,77 Mb.
НазваниеПластичность мозга. Потрясающие факты отом, как мысли способны
АнкорDoydzh_N_Plastichnost_mozga_Potryasayuschie_fakty_o_tom_kak_mysli_sposobny_menyat_strukturu_i_funktsii_nashego_mozga.fb2
Дата16.06.2018
Размер0,77 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файла?art=6992350&format=a4.pdf&lfrom=241867179
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#39445
страница7 из 9
Каталогjulimia

С этим файлом связано 65 файл(ов). Среди них: German_Yury_Pavlovich_Ya_otvechayu_za_vse.doc, Левашов Николай - Последнее обращение к человечеству.doc, Lapin_A_Fotografia_kak_2_gl_Vozmozhnost_khudozhestva.pdf, d08d4d14fb30676abc089fa1b381ba36_285294_1518078285.gif, German_Yury_Pavlovich_Dorogoy_moy_chelovek.doc и ещё 55 файл(а).
Показать все связанные файлы
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Свято место пусто не бывает
Следующий эксперимент Мерцениха, отличавшийся гениальной простотой, сделал идею пластичности мозга крайне популярной среди нейрофизиологов и, в конечном счете,
помог развеять сомнения скептиков в большей степени, чем какой-либо другой эксперимент,
проведенный до и после него.
Мерцених составил карту мозга для кисти руки обезьяны. Затем он ампутировал этой обезьяне средний палец. Через несколько месяцев он провел повторное картирование и выяснил, что карта мозга ампутированного пальца исчезла, а карты соседних пальцев уве- личились, захватив пространство, которое ранее занимала карта среднего пальца. Это стало самым наглядным доказательством динамического характера карт мозга, существования в

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
67
нем борьбы за корковое пространство и распределения ресурсов мозга по принципу «что не используется, то отмирает».
Мерцених также заметил, что животные одного вида могут иметь похожие карты, но
ониникогдане бывают идентичными. Микрокартирование позволило ему увидеть те раз- личия, которые не мог заметить Пенфилд, использующий более крупные электроды. Он также выяснил, что карты основных частей тела меняются каждые несколько недель!
Каждый раз, когда он составлял карту лица одной и той же обезьяны, она получалась другой.
Для проявления пластичности не нужны провокации в виде перерезанных нервов или ампутаций. Нейропластичность – это обычное явление: изменение карт мозга происхо-
дит постоянно. При публикации результатов этого эксперимента Мерцених в конце кон- цов начал использовать слово «пластичность» без кавычек. Тем не менее, несмотря на всю ясность и простоту проведенного им эксперимента, противостояние идеям Мерцениха не прекратилось в одночасье.
Против него выступили оппоненты. «Практически все исследователи нервной системы, которых я знал, – вспоминает он, – считали мои выводы чем-то несерьезным: якобы мои эксперименты были небрежными и описанные мною результаты вызывают сомнения.
Однако я повторял эксперименты много раз и получал те же результаты».
Одним из главных противников Мерцениха стал Торстен Визел. Несмотря на то что он сам доказал существование пластичности в критические периоды, он был категорически против идеи о том, что пластичность возможна у взрослых людей. Впоследствии все же
Визел согласился с идеей пластичности мозга взрослых и публично признал, что долгое время был неправ и что новаторские эксперименты Мерцениха, в конце концов, заставили его самого и его коллег изменить свое мнение. Подобное решение такой фигуры в мире науки, как Визел, не прошло незамеченным для других оппонентов Мерцениха.
«Больше всего, – говорит Мерцених, – меня расстраивало то, что никто не обращал внимания
[10]
на грандиозные позитивные возможности идеи нейропластичности для лечения больных людей».
Фактор времени
Начиная с конца 1980-х годов Мерцених участвовал в проведении исследований, имев- ших конкретную цель, – проверить, имеют ли карты мозга временные критерии и можно ли манипулировать их границами и функционированием, «играя» с регулированием времени поступления на них входной информации.
В ходе одного из этих экспериментов Мерцених составил карту нормально функцио- нирующей кисти руки обезьяны, а затем сшил вместе два ее пальца, чтобы они двигались как один. После того, как обезьяна несколько месяцев пользовалась сшитыми пальцами, он провел повторное картирование. Две карты двух первоначально разделенных пальцев сли- лись в одну карту. Когда исследователи дотрагивались до любой точки любого пальца, про- исходила активация этой новой единой карты. Поскольку все движения и ощущения в этих двух пальцах всегда возникали одновременно, они сформировали общую карту. Экспери- мент показал, что регулирование времени поступления входных сигналов к нейронам опре- деленной карты определяло ее формирование – нейроны, которые активировались одновре- менно или близко по времени, соединялись вместе для составления одной карты.
Другие ученые проверили результаты исследований Мерцениха на людях. Некоторые люди рождаются со сросшимися пальцами – заболевание, называемое синдактилией, или
«синдромом перепончатой (кожной) синдактилии». При составлении карты двух таких боль- ных сканирование мозга показало, что у каждого из них есть общая карта для сросшихся пальцев
[11]

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
68
После того, как хирургическим путем пальцы были разделены, провели повторное картирование мозга объектов исследования, обнаружившее появление двух отдельных карт для разделенных пальцев. После операции пальцы могли двигаться независимо друг от друга, поэтому нейроны больше не активировались одновременно, иллюстрируя еще один принцип пластичности: разделяя поступление сигналов к нейронам по времени, вы созда- ете отдельные карты мозга. В неврологии это открытие сегодня формулируется следующим образом – Нейроны, активирующиеся раздельно, устанавливают раздельные связи – или
Нейроны, активирующиеся несогласованно, неспособны связываться друг с другом.
В ходе следующего эксперимента Мерцених создал карту для того, что можно назвать несуществующим пальцем. В течение месяца исследователи стимулировали одновременно все пять кончиков пальцев обезьяны пятьсот раз в день, мешая обезьяне использовать один из пальцев в какой-либо момент времени. Вскоре на карте мозга обезьяны появилась новая расширенная карта, на которой были представлены все пять пальцев, а собственные карты каждого пальца начали исчезать из-за прекращения их использования.
В ходе последнего и наиболее впечатляющего эксперимента Мерцених и его команда доказали, что размещение карт происходит не на анатомической основе. Они взяли неболь- шой участок кожи с одного пальца и хирургическим путем пересадили его вместе с нервом,
по-прежнему подсоединенным к своей карте мозга, на соседний палец. Теперь стимуляция этого участка кожи и его нерва происходила всегда, когда палец, на который они были пере- сажаны, двигался или ощущал прикосновение в процессе повседневного использования. В
соответствии с моделью жесткого программирования сигналы должны были по-прежнему
посылаться с кожи по нерву на карту мозга для того пальца, с которого она была взята. Вме- сто этого при стимулировании данного участка кожи реагировала карта нового пальца. Карта пересаженного участка кожи мигрировала из карты пальца, на котором он находился пер- воначально, в карту нового пальца, потому что стимуляция участка кожи и нового пальца происходила одновременно.
Итак, всего за несколько лет Мерцених сумел выяснить, что мозг взрослого человека пластичен, убедить в этом скептиков из научного сообщества и доказать, что опыт меняет мозг. Но он так и не разгадал главную загадку: как картам удается осуществлять самоорга- низацию по топографическому принципу и функционировать с максимальной пользой для человека.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
69
Топографическая организация карты
Когда мы говорим, что карта мозга организована топографически, мы имеем в виду, что она организована таким же образом, как все тело. Например, наш средний палец располо- жен между указательным и безымянным. То же самое можно сказать о проекционных зонах мозга: карта для среднего пальца находится между картами для указательного и безымян- ного пальца. Топографическая организация карты обеспечивает высокую эффективность работы мозга: поскольку те проекционные зоны, которые обычно работают вместе, распо- лагаются на карте близко друг к другу, сигналам не приходится «странствовать» по всему мозгу.
Мерцениху предстояло ответить на вопрос: как подобный топографический порядок возникает на карте мозга?
[12]
Полученный им и его коллегами ответ был поистине гениаль- ным. Топографический порядок появляется из-за того, что многие из наших повседневных видов деятельности предполагают повторение последовательных операций в определенном порядке
[13]
. Например, когда мы подбираем предмет размером с яблоко или бейсбольный мяч, мы, как правило, сначала сжимаем его большим и указательным пальцами, а затем обхватываем остальными пальцами, последовательно один за другим. Поскольку большой и указательный пальцы обычно дотрагиваются до предмета практически одновременно, карты для каждого из этих пальцев формируются близко друг к другу. (Нейроны, активирующиеся вместе, связываются друг с другом.) Когда мы продолжаем обхватывать предмет рукой, сле- дующим к нему прикасается средний палец, поэтому его карта располагается рядом с картой указательного пальца и дальше от большого пальца. Итак, мы имеем типичную последова- тельность хватательного движения – первым большой палец, вторым указательный, третьим средний, – которая повторяется тысячи раз. Подобное повторение ведет к формированию карты мозга, где проекционная зона большого пальца находится рядом с зоной указатель- ного пальца, которая, в свою очередь, располагается рядом с зоной среднего и т. д. Сигналы,
поступающие в разное время, например, от большого пальца и мизинца, имеют карты мозга,
более отдаленные друг от друга, потому что нейроны, активирующиеся раздельно, не свя- зываются между собой.
Многие, если не все, карты мозга работают по принципу пространственного объеди- нения событий, происходящих одновременно. Мы уже рассказывали, что карта слуховой коры работает как пианино, картируя области для звуковых сигналов с низким тоном в одном конце и с высоким тоном – в другом. Почему именно в таком порядке? Потому что в при- роде низкие частоты обычно объединяются друг с другом. Когда мы общаемся с человеком с низким голосом, то слышим, главным образом, звуки с низкой частотой, поэтому они груп- пируются вместе.
Количество переходит в качество
Появление в лаборатории Мерцениха Билла Дженкинса положило начало новому этапу исследований, которые должны были помочь Мерцениху применить свои открытия на практике. Дженкинса, получившего образование в области поведенческой психологии
23
,
23
Поведенческая психология, или бихевиоризм (от англ. behavior – поведение). Господствующее направление в западной психологии вплоть до 80-х годов XX в. В основе бихевиоризма лежит теория условных рефлексов И. П. Павлова. Бихеви- ористы исследуют только внешние «психологические» проявления, т. е. действия, поведение человека или животных (по схеме стимул – реакция), считая, что сами психологические процессы исследовать объективно невозможно. Многие экс- перименты «поведенческие психологи» ставят на животных (крысах, собаках и т. п.), смело перенося потом свои выводы на людей. Таким образом, по большому счету, бихевиоризм не является полноценной психологией (отрицая наличие чело-

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
70
больше всего интересовало понимание того, как происходит наше обучение. Он предложил учить животных новым навыкам и наблюдать за тем, как обучение будет влиять на их ней- роны и карты мозга.
В рамках одного из экспериментов они составили карту сенсорной области коры голов- ного мозга обезьяны. Затем они научили ее прикасаться кончиком пальца к вращающемуся диску, оказывая на него в течение десяти секунд именно то давление, которое было необхо- димо для получения вознаграждения в виде кусочка банана. От обезьяны требовалось боль- шое внимание, чтобы научиться прикасаться к диску очень легко и точно оценивать длитель- ность прикосновения. После нескольких тысяч попыток Мерцених и Дженкинс повторно картировали мозг обезьяны и увидели, что после успешного прохождения обучения область карты кончика ее пальца увеличилась. Эксперимент показал, что при наличии у животного мотивации к обучению его мозг гибко реагирует на происходящие изменения.
В ходе эксперимента стало очевидно, что процесс состоит из двух этапов. Сначала,
когда обезьяна изучает новый навык, происходит расширение проекционной зоны
кончика пальца. Однако через некоторое время повышается эффективность отдель-
ных нейронов, и при этом число нейронов, необходимых для выполнения задания,
сокращается.
Когда ребенок впервые учится играть гаммы на фортепьяно, то для того, чтобы сыграть каждую ноту, он использует всю верхнюю часть тела – кисть, руку, плечо. Даже мускулы его лица напряжены от старания. Постоянно упражняясь, начинающий пианист перестает включать в процесс ненужные мышцы и вскоре при исполнении одной ноты начинает поль- зоваться только соответствующим пальцем. У него формируется «более легкое прикосно- вение», а с появлением опыта он обретает «изящество» и умение расслабляться во время исполнения. Происходит переход от использования огромного числа нейронов к использо- ванию меньшего числа тех нейронов, которые подходят для выполнения именно этой задачи.
Подобное более эффективное использование нейронов появляется тогда, когда мы в совер- шенстве овладеваем каким-либо навыком, что объясняет, почему в процессе тренировки или добавления нового навыка пространство соответствующей карты мозга расширяется не до бесконечности.
Мерцених и Дженкинс также доказали, что в процессе обучения отдельные нейроны
становятся более селективными. Каждый нейрон на карте мозга для чувства прикосно- вения имеет свое «рецептивное поле», или сегмент на поверхности кожи, который «отчи- тывается» перед ним. По мере того, как обезьяны учились трогать диск, рецептивные поля отдельных нейронов становились меньше, в результате чего эти нейроны активировались только тогда, когда небольшие участки кончиков пальцев прикасались к диску. Таким обра- зом, при увеличении размера проекционной зоны каждый нейрон в ней начинает отвечать за меньший участок поверхности кожи, что позволяет животному более тонко различать при- косновения. Одним словом, карта становится более точной.
Кроме того, Мерцених и Дженкинс выяснили, что по мере обучения нейронов и повы- шения их эффективности у них появляется способность и к более быстрой обработке инфор- мации. Это означает, что скорость нашего мышления тоже может меняться. Скорость мысли крайне важна для нашего выживания. События нередко происходят очень быстро, и если мозг обрабатывает информацию медленно, то он может упустить что-то важное. В ходе одного из экспериментов Мерцених и Дженкинс учили обезьян различать звуки за все более и более короткие промежутки времени. В ответ на звуки обученные нейроны активирова- лись быстрее
[14]
, обрабатывали их за более короткое время и затрачивали меньше времени на «отдых» между моментами активации. Появление более быстрых нейронов обеспечи- веческой души и ее сложность). – Прим. ред.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
71
вает увеличение скорости мышления, что немаловажно, так как скорость мысли – значимая составляющая ума. Тесты для оценки коэффициента интеллектуальности (IQ) определяют не только вашу способность найти правильный ответ на вопрос, но и то, сколько времени вам для этого требуется.
Ученые обнаружили еще один интересный факт. При обучении животного какому- либо навыку нейроны не только становятся более быстрыми, но и из-за увеличения скорости их активации возрастаетясностьпередаваемых ими сигналов. У более быстрых нейро- нов повышается способность к одновременной активации – что делает их лучшими команд- ными игроками, – установлению связей и формированию групп нейронов, испускающих более ясные и сильные сигналы. Это очень важный момент, так как сильный сигнал оказы- вает большее влияние на мозг. Когда мы хотим запомнить что-то из услышанного, то должны слышать это ясно и четко, причем ясность здесь определяется отчетливостью первоначаль- ного сигнала.
Наконец, Мерцених выяснил, что в долгосрочных пластических изменениях важную
роль играет внимание. В ходе многочисленных экспериментов он обнаружил, что про- должительные изменения имели место только тогда, когда обезьяны проявляли неослаб- ный интерес к происходящему. Когда животные выполняли задания автоматически, не уде- ляя этому особого внимания, карты их мозга менялись, но эти изменения длились недолго.
Мы часто превозносим «способность к работе со многими задачами». Однако даже если вы способны к обучению в условиях распыленного внимания, такая распыленность не способ- ствует устойчивым изменениям карты мозга.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
72
И снова о детском развитии
Когда Мерцених был ребенком, двоюродная сестра его матери, преподаватель началь- ной школы в Висконсине, была выбрана учителем года всех Соединенных Штатов. После церемонии награждения, проходившей в Белом доме, она навестила семью Мерцених в Оре- гоне.
«Моя мать, – вспоминает он, – задала ей ни к чему не обязывающий вопрос типа тех,
которые часто звучат в разговорах: «Что главное в твоей работе?» На что ее двоюродная сестра ответила: «Ну, детей нужно тестировать, когда они приходят в школу, чтобы понять,
стоит ли ими заниматься. Если они стоят того, то ты уделяешь им свое внимание и при этом не тратишь впустую время на тех, кто этого не стоит». Именно так она и сказала. И, знаете,
так или иначе, этот ответ отражает то, как люди обращались и обращаются с детьми, непо- хожими на других. Представление о том, что ваши мозговые ресурсы постоянны и не
могут быть существенно улучшены или изменены, крайне деструктивно».
В период проведения своих экспериментов в области нейропластичности Мерцених узнал о работе Паулы Таллал из Университета Рутгерса, которая занималась изучением при- чин проблем, возникающих у детей при обучении чтению. Примерно от 5 до 10 процен- тов детей дошкольного возраста имеют речевые затруднения, которые мешают им читать,
писать или даже следовать указаниям. Иногда таких детей называют дислексиками (от слова
«дислексия»).
Дети начинают разговаривать, используя сочетания согласных и гласных, например,
повторяя «да, да, да» и «ба, ба, ба». Во многих странах, говорящих на разных языках, пер- вые слова, произносимые детьми, состоят из таких сочетаний – нередко это слова «мама»,
«папа», «пи-пи» и так далее. Исследования Таллал показали, что для детей с речевыми затруднениями характерны проблемы с обработкой слуховой информации, включающей в себя типичные быстро произносимые сочетания согласных и гласных, которые называют
«быстрыми частями речи». Детям сложно правильно их расслышать и, соответственно,
точно воспроизвести.
Мерцених считал, что у таких детей нейроны слуховой зоны коры активируются слиш- ком медленно, поэтому они не могут отличить два похожих звука или определить последова- тельность двух звуков, когда те звучат близко друг к другу. Эти дети часто не улавливают на слух начало слогов или изменения звуков внутри слога. Как правило, после обработки звука нейроны готовы к новой активации после отдыха, продолжающегося примерно 30 миллисе- кунд. Восьмидесяти процентам детей с нарушениями речи для этого требуется как минимум в три раза больше времени, поэтому они теряют большие объемы языковой информации.
При изучении моделей активации нейронов у таких детей фиксируемые сигналы носили неясный характер. «Они были неясными как на входе, так и на выходе», – говорит
Мерцених.
Неудовлетворительная способность различать элементы языка становится причиной проблем с выполнением всех языковых задач: проблем со словарным запасом, пониманием,
речью, чтением и письмом. Из-за того, что такие дети затрачивают много энергии на рас- шифровку слов (детям по-прежнему приходится заниматься определением различия между:
«да, да, да» и «ба, ба, ба»), они склонны к использованию более коротких предложений и не могут тренировать свою память для составления длинных предложений.
Когда Таллал впервые выявила все это, у нее возникло опасение, что такие дети «неис- правимы» – и невозможно им помочь. Но это было до того, как она и Мерцених объединили свои силы.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
73
1   2   3   4   5   6   7   8   9

перейти в каталог файлов
связь с админом