Результаты ее исследований никого не удивили бы, замеряй она размер бицепсов у бодибилдеров. Но тут речь шла о мозге, и научная общественность была поражена: у получивших лицензию водителей задний гиппокамп значительно увеличился. При этом у не сдавших экзамен участников и членов контрольной группы, вовсе не намеренных становиться таксистами, гиппокамп за четыре года не изменился. Годы досконального изучения Лондона привели к росту той части мозга, что отвечает за расчет маршрута из одной точки в другую.

Опубликованное в 2011 году исследование Макгвайр – самое яркое доказательство того, что человеческий мозг растет и изменяется от интенсивных занятий. Кроме того, ее работа ясно показывает, что дополнительные нейроны и другие ткани заднего гиппокампа ответственны за развитие навигационных навыков получивших лицензию таксистов. Задний гиппокамп среднего лондонского таксиста – нейронный эквивалент накачанных бицепсов и широких плеч профессиональных гимнастов. Они годами тренируются на кольцах, козле и брусьях, развивая именно те мышцы, что отвечают за выполнение упражнений на этих снарядах. Благодаря специфически развитой мускулатуре гимнасты могут выполнять упражнения, которые были им недоступны в начале их спортивной карьеры. Точно так же и таксисты «накачивают» свой гиппокамп. Разница лишь в том, что они имеют дело не с мышечными волокнами, а с тканями мозга.

Приручая адаптивность

Даже в конце XX века большинство ученых сочли бы результаты исследований Макгвайр невозможными. Господствовало мнение, что у взрослого человека мозг уже принципиально не меняется. Конечно, возможны мелкие изменения при появлении новых навыков, но и они объясняются лишь усилением или ослаблением определенных нейронных связей. Но в целом считалось, что структура мозга и его нейронных сетей на протяжении всей жизни остается неизменной. Эта идея никак не противоречила убеждению, что индивидуальные навыки «выдаются» каждому при рождении и определяются набором генов, а обучение лишь позволяет максимально использовать потенциал мозга. Многие сравнивали человеческий мозг с компьютером, а процесс обучения – с загрузкой на него файлов или установкой новых приложений: это позволяет делать что-то новое, но в целом потолок определяется количество байтов RAM-памяти или мощностью процессора.

Адаптивность человеческого тела заметить было всегда проще. Взять хотя бы отжимания. Если вы – мужчина от 20 до 30 лет в относительно неплохой форме, то скорее всего можете отжаться где-то 40–50 раз. Отжимаетесь 100 раз? Наверняка можете удивить этим друзей и выиграть несколько пари. Каков же мировой рекорд по отжиманиям? Наверное, скажете вы, 500 или, быть может, 1000 отжиманий? А вот и нет. В 1980 году Минору Йошида из Японии поставил мировой рекорд, отжавшись 10 507 раз без перерыва. После этого Книга рекордов Гиннесса перестала принимать заявки от людей, которые отжимались без перерыва. Вместо этого теперь учитывалось количество отжиманий в течение суток с обязательными перерывами. В 1993 году в этой категории был поставлен не побитый до сих пор рекорд: Чарльз Сервицио из США отжался 46 001 раз за 21 час и 21 минуту.

Другой хороший пример – подтягивания. Даже мужчины в хорошей спортивной форме редко могут подтянуться более 15 раз. Настоящие спортсмены – 40–50 раз. А Ян Кареш из Чехии в 2014 году за двенадцать часов подтянулся 4654 раза.

Короче говоря, человеческое тело может адаптироваться почти к чему угодно. Изменяются не только мышцы, но и легкие, сердце, система кровообращения и т. д. Возможно, и тут существует реальный потолок, но пока что никаких доказательств этому нет.

Благодаря исследованиям Макгвайр и других ученых теперь мы знаем, что и мозг способен подстраиваться под изменившиеся обстоятельства не хуже нашего тела.

Наиболее ранние исследования адаптивности мозга – или пластичности, как говорят нейробиологи, – проводились при изучении работы мозга слепых и глухих людей. После потери зрения или слуха мозг «перепрограммирует» себя так, чтобы его части, отвечавшие за эти чувства, не простаивали без дела. В основном слепые не видят из-за проблем непосредственно с глазами или зрительным нервом. Зрительная зона коры головного мозга при этом у них в полном порядке. Если бы наш мозг и впрямь был устроен как компьютер, зрительная зона слепого человека так и осталась бы незадействованной. Сегодня мы уже знаем, что мозг умеет перераспределять свои ресурсы так, чтобы задействовать неактивные зоны. Как правило, в случае слепых и глухих людей мозг «привязывает» неиспользуемые зоны к областям мозга, которые отвечают за другие органы чувств.

К примеру, для чтения слепые используют алфавит Брайля – то есть проводят пальцами по выпуклым точкам. Когда ученые исследовали при помощи МРТ слепых, то выяснили, что во время чтения у них задействуется именно зрительная кора мозга. У зрячих она активизируется при визуальном, а не тактильном получении информации. Зрительная кора помогает мозгу слепого человека интерпретировать тактильные ощущения от прикосновения к буквам алфавита Брайля.

Что интересно, мозг умеет перепрограммировать не только неиспользуемые области. Если вы регулярно занимаетесь каким-то делом, мозг «перебросит» нейроны в соответствующую зону, даже если у них уже есть другая работа. Самое впечатляющее доказательство этого феномена привели ученые, которые в конце 90-х годов провели интересный эксперимент – проследили, какие области мозга отвечают за разные пальцы на руках у высокообразованных слепых людей.

Испытуемые читали трехпальцевым методом: использовали указательный палец для определения точек, формирующих отдельные буквы, средний – для выявления пробелов между буквами и безымянный – для отслеживания места, где они читают.

Мозг зрячего человека устроен так, что за каждый палец отвечает строго определенная зона. Благодаря этому мы, например, можем понять, какой палец укололи, даже не глядя на него. В исследовании принимали участие слепые, которые обучали других чтению при помощи алфавита Брайля и по несколько часов в день проводили за чтением. Таким образом, они гораздо чаще активно использовали три пальца, что, как выяснили ученые, привело к активному расширению зон мозга, отвечающих за каждый из пальцев. Эти области разрослись настолько, что даже стали «заходить» друг на друга. В результате все испытуемые продемонстрировали не только исключительную чувствительность во всех трех пальцах – они чувствовали такие прикосновения, которых зрячие даже не замечали, – но и неумение точно сказать, к какому именно их пальцу прикоснулись ^[22].

Такие исследования пластичности мозга у слепых и глухих людей доказывают, что структура и функциональность мозга вовсе не так ригидны, как считалось раньше. Мозг меняется в зависимости от того, как мы его используем. Соответственно, при осознанных тренировках любой из нас может сделать мозг таким, как ему нужно.

Ученые только начали изучать способы использования таких свойств мозга. Пока что наиболее впечатляющих результатов они добились у людей, страдающих от возрастной дальнозоркости, свойственной почти всем после 50 лет. Совместное исследование американских и израильских нейробиологов и офтальмологов было опубликовано в 2012 году ^[23]. Ученые изучали группу добровольцев среднего возраста, которые с трудом фокусировали взгляд на близко расположенных объектах. Такое отклонение называется пресбиопией, или старческой дальнозоркостью, и возникает из-за потери эластичности хрусталика глаза. В результате человеку становится сложнее разглядывать мелкие объекты. Также при пресбиопии размывается граница между светлыми и темными областями, что еще сильнее сказывается на способности фокусировать взгляд. Пресбиопия – благо для офтальмологов и фармацевтов всего мира и головная боль для людей старше 50, которые не могут читать без очков.

На протяжении трех месяцев участники исследования посещали лабораторию три раза в неделю и по 30 минут делали упражнения для глаз: пытались разглядеть небольшой объект, который по цвету практически совпадал с фоном. Чтобы заметить его, испытуемым приходилось прикладывать большие усилия и концентрироваться. Со временем все участники стали находить объекты на картинках быстрее и точнее. К концу эксперимента всем добровольцам вновь проверили зрение. В среднем за три месяца все они научились читать шрифт на 60 % меньше, чем до начала исследования. Кроме того, после эксперимента участники начали читать газеты без очков – то, что до этого было недоступно большинству из них. Выросла и скорость чтения.

Как ни странно, состояние непосредственно глаз при этом у них не улучшилось. Положительные изменения произошли за счет развития зоны мозга, интерпретирующей картинки, которые передают глаза. И хотя ученые так и не поняли, какие конкретно изменения произошли в мозгу, они склоняются к мнению, что мозг просто научился «фокусировать» изображение. Размытая картинка – результат сразу двух отклонений в работе глаз: невозможности видеть мелкие детали и различать контраст. Обе эти проблемы можно решить при помощи процессов распознавания изображений в мозге – совсем как графические редакторы компьютера или камеры могут «навести фокус» на картинке, усилив ее контрастность. Ученые считают, что трехмесячный курс упражнений помог мозгу лучше справляться с обработкой изображений, что и привело к улучшению зрения без влияния на состояние самих глаз.

---

Примечания

22. См. Annette Sterr, Matthias M. Müller, Thomas Elbert, Brigitte Rockstroh, Christo Pantev, and Edward Taub. “Perceptual correlates of changes in cortical representation of fingers in blind multifinger Braille readers,” Journal of Neuroscience 18, № 11 (1998): 4417–4423.

23. См. Uri Polat, Clifton Schor, Jian-Liang Tong, Ativ Zomet, Maria Lev, Oren Yehezkel, Anna Sterkin, and Dennis M. Levi. “Training the brain to overcome the effect of aging on the human eye”, Scientific Reports 2 (2012): 278, doi:10.1038/srep00278.