Книги
Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга
Легко колонизовать новые земли, когда тебе никто не мешает, зато, когда на них претендуют могущественные соперники, требуются постоянные усилия, иначе окажешься в проигрыше. Такая же нескончаемая колониальная война протекает у нас в мозге. Когда какая-либо часть тела перестает посылать в мозг сигналы, она теряет свою кортикальную территорию. Руку адмирала Нельсона можно уподобить Франции, а кору его мозга — Новому Свету. Все начиналось со здоровой колонизации: несущие информацию электрические импульсы от руки адмирала исправно поставляли по нервным волокнам полезную информацию в адмиральский мозг, и в юности его правая рука надежно удерживала закрепленную за ней территорию. Но прилетела мушкетная пуля, а спустя несколько часов раздробленная рука сгинула в морской пучине и мозг Нельсона перестал получать сигналы от этой части тела. Со временем ампутированная рука утратила кортикальную недвижимость, в коре сохранились лишь слабые отзвуки ее былого присутствия в виде фантомных болей.
Эти уроки колонизации применимы не только к руке, они распространяются на любую систему организма, посылающую информацию мозгу. Когда у индивида повреждены оба глаза, визуальная информация больше не проходит по сигнальным путям в затылочную кору (участок в задней части мозга, часто называемый зрительной корой). Соответственно, эта часть коры перестает быть зрительной. Груженные визуальной информацией суда больше не пристают к ее берегам, и на бесхозную территорию тут же находятся охотники — конкурирующие царства-государства сенсорной информации16. И когда незрячая женщина скользит пальцами по выпуклым точкам набранного шрифтом Брайля стихотворения, ее затылочная кора активируется от простого прикосновения17. Если у этой женщины в результате инсульта будет повреждена затылочная доля коры, она утратит способность понимать шрифт Брайля18, потому что после утраты зрения эта часть ее мозга колонизирована осязанием (рис. 3.5).
Рис. 3.5.
Печатается с разрешения автора
Все это относится не только к осязанию, но и к другим поставляющим мозгу информацию органам чувств. Когда незрячие индивиды слышат звуки, у них активируется не только слуховая зона коры мозга, но и зрительная20.
У слепца активировать прежде закрепленный за зрением участок коры способны не только звуки и прикосновения, но и запахи, вкус, а также вспоминание событий или решение математической задачи21. Так же, как могущественные колониальные державы в Новом Свете отобрали земли у побежденного конкурента, в мозге жестоко конкурирующие органы чувств забирают у зрения его корковую территорию.
В последние годы история кортикальных захватов украсилась еще более любопытными подробностями: когда новоявленные оккупанты захватывают территорию зрительной коры, они сохраняют часть прежней архитектуры — так в Турции бывшие римско-католические храмы перестроили в мечети. Приведу пример: область коры у зрячего человека, отвечающая за обработку визуально воспринимаемого письменного языка, — это та же самая область, которая у незрячего активируется при чтении текста, набранного шрифтом Брайля22. Аналогично область, обрабатывающая визуальные движения у зрячих, активируется при тактильных движениях у слепых (например, когда человек что-то трогает пальцами или языком)23. Главная нервная сеть, задействованная у зрячего индивида в визуальном распознавании объектов, у незрячего активируется от прикосновений к ним24. Данные наблюдения привели к гипотезе, что мозг представляет собой скорее «машину для решения задач» (например, для распознавания движения или объектов окружающего мира), чем систему, организацию которой определяют конкретные органы чувств25. Иными словами, области мозга заботятся о решении определенного типа задач независимо от того, по какому из сенсорных каналов поступает информация.
Попутно замечу, что возраст играет здесь свою роль, к чему мы вернемся немного позже. У индивидов с врожденным отсутствием зрения вся затылочная кора перехвачена представительствами других органов чувств. Если человек теряет зрение в раннем возрасте (скажем, лет в пять), захват затылочной доли коры происходит не полностью. У поздно ослепших (утративших зрение позже десятилетнего возраста) кортикальные захваты еще меньше. Чем старше мозг, тем меньше в нем остается гибкости для перераспределения кортикальной территории — как у государственных границ на североамериканском континенте, которые почти не меняются с тех пор, как установились три века тому назад.
Происходящее в мозге ослепшего человека наблюдается и при утрате функции любого другого органа чувств. Например, у глухих индивидов территорию слуховой коры перехватывают и используют зрение, а также другие чувства26. Как потеря руки у адмирала Нельсона привела к кортикальным захватам освободившейся территории соседними представительствами, так и потеря слуха, обоняния, вкуса или другого чувства влечет за собой подобного же рода передел кортикальных границ. Картография мозга постоянно меняется, чтобы входящие данные могли быть представлены наилучшим образом27.
Стоит только присмотреться, и вы увидите, что конкуренция за территории происходит постоянно и повсеместно. Возьмем для примера аэропорт в крупном городе. Если он принимает много рейсов одной авиакомпании (пусть это будет United), а рейсов, выполняемых другой авиакомпанией (скажем, Delta), меньше, то вполне ожидаемо, что количество стоек регистрации United станет увеличиваться, а тех, что обслуживают пассажиров Delta, наоборот, — уменьшаться. Авиакомпании United аэропорт отведет больше ворот выхода на посадку, больше места в зоне получения багажа и больше пространства на мониторах воздушных диспетчеров. Если какая-то из авиакомпаний свернет свою деятельность (вспомните Trans World Airlines[15]), отведенные ей пространства в аэропорту будут тут же перехвачены другими авиакомпаниями. То же самое происходит в мозге при распределении кортикальных территорий, принимающих входные потоки сенсорной информации.
Теперь мы понимаем, как конкуренция приводит к захвату территорий более успешными конкурентами. Возникает следующий вопрос: когда одно из чувств расширяет свое представительство в коре мозга, обостряется ли оно, расширяются ли его возможности?
Мать бросила Ронни в возрасте одного года, вскоре после того как стало понятно, что малыш слеп. Она заявила, что слепоту сына Господь послал ей в наказание. До пяти лет Ронни воспитывался в бедности на попечении бабки и деда, а потом его отослали в школу для незрячих.
Когда мальчику было шесть лет, его навестила мать, единственный раз за все время. К тому моменту у нее появился второй ребенок, девочка. «Рон, я хочу, чтобы ты потрогал ее глаза. У нее, понимаешь ли, очень миленькие глазки. Она не опозорит свою мамочку, как это сделал ты. Она видит». С тех пор Ронни больше ни разу не встречался со своей мамашей.
Мальчику досталось тяжелое детство, но при всех невзгодах со временем стало ясно, что он необычайно музыкально одарен. Воспитатели заметили его дар и определили изучать классическую музыку. Через год Ронни научился играть на скрипке, да так, что учителя объявили его виртуозом. Затем освоил фортепиано, гитару и еще несколько струнных и деревянных духовых инструментов.
Отсюда и начался его взлет: Ронни завоевал невероятную популярность, был признан одним из выдающихся певцов и исполнителей своего времени, его композиции в жанрах поп-музыки и кантри-вестерн 40 раз взлетали на вершины чартов, а сам Ронни удостоился шести премий «Грэмми».
Ронни Милсап если и первый, то далеко не единственный незрячий музыкант, вознесшийся к вершинам славы; в этой плеяде — Андреа Бочелли, Рэй Чарльз, Стиви Уандер, Дайан Шуур, Хосе Фелисиано и Джефф Хили. Не получая зрительной информации, их мозг выучился полагаться на слуховые и тактильные сигналы от окружающего мира и более искусно обрабатывать их, чем мозг зрячих людей.
Хотя далеко не всем слепцам гарантированы вершины музыкальной славы, реорганизация мозга им обеспечена безусловно. Благодаря этой реорганизации в мозге незрячих сверхразвита способность распознавать высоту звука (музыкальный слух); они вдесятеро тоньше, чем зрячие, улавливают малейшие оттенки музыкальных тонов28 — потому, что отвечающая за слух кортикальная территория у них обширнее. В одном лабораторном эксперименте с участием зрячих и незрячих индивидов и тем и другим наглухо закрывали одно ухо и просили указать место, откуда исходит тот или иной звук. Поскольку для локализации источника звука мозгу необходимо сопоставлять слуховые сигналы от обоих ушей, авторы эксперимента ожидали, что участники феерически провалят задание. Собственно, у зрячих испытуемых эти ожидания полностью подтвердились. А незрячие в целом более или менее правильно определяли, где располагается источник звука29. Почему? Да потому, что причудливый хрящ ушной раковины (даже одной) очень тонко отражает звуки и подсказывает их источник, но только если индивид настроен улавливать именно эти звуки. У зрячих за слух отвечает меньшая, чем у незрячих, область коры, и потому способность улавливать нюансы звуковой информации у них недоразвита.
Незрячим людям свойственен невероятно обостренный слух. Так, у Бена Андервуда в возрасте двух лет перестал видеть левый глаз. Мать отвела его к врачу, и вскоре обследование выявило у мальчика рак сетчатки обоих глаз. Облучение и химиотерапия не дали результатов, и Бену в три года удалили оба глаза. А к семи годам он самостоятельно освоил полезную, но очень уж неожиданную методу «зрения»: щелкал языком и улавливал эхо от окружающих предметов. Таким образом он научился различать, где располагаются, например, дверные проемы, окружающие его люди, припаркованные автомобили. Мальчик овладел техникой эхолокации: посылал звуковые волны и ловил их отражения от предметов30.
Документальный фильм о Бене начинался с заявления, что он единственный в мире человек, способный видеть с помощью эхолокации31. Но тут авторы допустили ряд ошибок. Во-первых, мы не знаем, мог или не мог Бен