Странная девочка, которая влюбилась в мозг. Как знание нейробиологии помогает стать привлекательнее, счастливее и лучше

А я не хотела, чтобы волшебный год моих отношений с Франсуа кончался. Иначе и быть не могло. Отказаться от роли экзотической англоговорящей азиатки, заполучившей темпераментного французского ухажера и вернуться в прежнюю одинокую жизнь рассеянного ботаника-ученого в США? Что может быть хуже!

Я понимала, что в моей жизни настал критический момент. И знала: да, мне придется вернуться. У меня не было реальной возможности остаться во Франции после окончания оговоренного года. В глубине души я понимала, что мне не просто придется вернуться в Беркли, чтобы написать диплом: я по-настоящему ХОЧУ защитить диплом в Беркли. Ведь Франсуа мог поехать со мной, правда? Мы могли и в США быть вместе, и только потом решить, что делать дальше. Мы с ним лелеяли эту мечту еще несколько месяцев после моего возвращения в Калифорнию и начала учебы. Мы были как французская и японо-американская версия «Ромео и Джульетты», а мои родители идеально играли роль недовольных родственников. Вообще, у моих родителей на двоих было столько раздражения нашим романом, что хватило бы одновременно и на Монтекки, и на Капулетти. Каждый день я писала Франсуа длинные письма по-французски: рассказывала ему обо всем, что у нас, в США, было иначе, чем во Франции, писала, как я скучаю по жизни в Бордо. Мы оба хотели сохранить наши отношения: я – с горячим музыкантом-французом, он – с экзотической американкой азиатского происхождения, любительницей науки.

Наша мечта жила несколько месяцев, пока однажды реальность не постучала в мою дверь и не вошла в мой дом. Я вдруг поняла, что Франсуа вряд ли сможет заработать себе на жизнь в США настройкой пианино – особенно с учетом того, что он не говорит по-английски. Труднее всего мне было признать вот что: хотя год совместной жизни принес мне немало счастья, Франсуа не был для меня подходящим партнером на всю жизнь. Впрочем, много ли я тогда понимала? Мне исполнился 21 год, а Франсуа был первым в моей жизни бойфрендом.

Последний разговор с Франсуа до мельчайших подробностей впечатался в мою память. Я помню, где и как сидела в своей крошечной квартирке-студии в Беркли, помню, как держала телефонную трубку. Но отчетливее всего я помню боль, вину и неловкость, которые ощущала во время того разговора. Я поступала ужасно, разрывая отношения с Франсуа, но тогда, в 22 года, я просто не знала другого способа расстаться. Мне следовало бы проявить больше любви и понимания, надо было понятнее объяснить ситуацию и логику своих действий. Вместо этого я ощущала сильнейшее давление и стремилась быстрее вернуться к привычной жизни, поэтому разговаривала с Франсуа грубо и резко. Я понимаю, почему этот звонок запомнился мне в таких подробностях. Эмоции – любые, от резко отрицательных (как у меня в тот день), до резко положительных, – усиливают память. Особенно этому способствует одна из структур мозга – мозжечковая миндалина, расположенная в височной доле перед гиппокампом: она играет важнейшую роль в формировании прочных воспоминаний из сильных эмоций. Моя мозжечковая миндалина в тот день трудилась сверхурочно (в следующей главе вы узнаете гораздо больше о том, почему мы запоминаем события, которые вызывают эмоции).

В тот день я сделала выбор между наукой и Франсуа: предпочла науку. Это было трудное решение. Несколько месяцев потом я не могла прийти в себя, но сегодня знаю, что этот выбор определил всю мою жизнь.

Звезда эволюционного мозга

Префронтальная кора (ПФК), расположенная позади лба, появилась в процессе эволюции мозга. Ученые сходятся в том, что именно она отличает человека от большинства других животных. ПФК играет принципиальную роль в некоторых когнитивных функциях высшего порядка, включая кратковременную память (это та память, при помощи которой мы «имеем в виду»; иногда ее, по аналогии с компьютерами, называют «оперативной памятью»), принятие решений, планирование и гибкое мышление. По существу, это центральное командование для всех наших исполнительных функций. Оно едва ли не полностью определяет, что мы делаем и как думаем. Позже вы убедитесь, что ПФК играет роль в приложении новой усвоенной концепции к другим учебным ситуациям, она управляет нашей реакцией на стресс и следит за подкрепляющей системой. ПФК – мощная штука!

Приемы тренировки мозга. Как обогатить СОБСТВЕННЫЙ мозг?

Скорее всего, у вас нет времени и возможности переселиться на несколько месяцев в Диснейленд. Но у меня для вас есть хорошие новости: вы можете обогатить свой мозг прямо сегодня с помощью приемов, которые займут у вас не больше четырех минут в день.

• Прием для двигательной коры. Зайдите в Интернет и разучите танцевальное движение с сайта программы So You Think You Can Dance. Затем повторяйте его в течение четырех минут под вашу любимую музыку.

• Прием для вкусовой коры. Попробуйте блюда новой для вас кухни: навскидку можно предложить лаосскую, африканскую, хорватскую, турецкую или любую другую национальную кухню. Больше авантюризма! Вот очень полезный прием для вкусовой коры: попробуйте пообедать в полной темноте. Проверьте, как отсутствие визуальных впечатлений повлияет на вкусовые ощущения. Подобный опыт должен изменить ваше восприятие трапезы и пропустить в мозг «чистые» вкусовые ощущения.

• Когнитивный прием. Существует множество интересных и веселых возможностей обогатить свой мозг в этом отношении! Вот лишь некоторые из них. Посмотрите лекцию канала TED на тему, в которой совершенно не разбираетесь. Послушайте аудиозапись спектакля, радиопередачи или лекции на интересную тему. Прочитайте статью в рубрике, куда вы обычно никогда не заглядываете – для меня это могла бы быть финансовая или спортивная колонка газеты.

• Прием для зрительной коры. В следующий раз, когда будете в музее, выберите незнакомое произведение, посидите рядом с ним спокойно хотя бы четыре минуты и поразглядывайте его. Постарайтесь при этом отвлечься от окружающей действительности и «потеряться» в том, что рассматриваете. На самом деле на то, чтобы внимательно рассмотреть новое для вас произведение искусства, могут потребоваться часы. Но за четыре минуты вы успеете, по крайней мере, начать. Для этого можно предложить свой прием: найдите новое произведение в Интернете и изучите его на экране компьютера. Это стимулирует зрительную кору.

• Прием для слуховой коры. Зайдите на любой музыкальный интернет-сайт (список может быть бесконечным) и прослушайте известную песню того музыкального жанра, который вы обычно игнорируете. Попытайтесь понять, чем объясняется популярность этой вещи в своем жанре.

• Прием для обоняния. Главная разница между профессиональным сомелье, способным различить множество ароматов и точно описать их, и вами или мной заключается в одной простой вещи – практике. Потратьте несколько минут на то, чтобы просто понюхать самую ароматную трапезу дня. Это может быть завтрак с чашечкой густого кофе и глубоким уютным запахом свежеподжаренного тоста. А может быть блюдо из курицы со жгучей приправой из вашего любимого индийского ресторана. Прежде чем приступать к еде, подождите несколько минут – принюхайтесь. Постарайтесь ощутить все ароматы блюда и попробуйте описать их словами. Это поможет вам лучше настроиться на обонятельные ощущения.

Факты в копилку

• Мозг построен всего из двух типов клеток: нейронов (клеток мозга) и глии (вспомогательных клеток).

• Пластичность мозга – это его способность изменяться в ответ на действие среды. Если выращивать крыс в «обогащенной» среде, в их мозге развивается более толстая кора, появляется больше кровеносных сосудов и формируется более высокое содержание определенных нейротрансмиттеров и факторов роста.

• Пластичность мозга проявляется при обучении кандидатов в лондонские таксисты. У тех, кто изучил лондонские улицы и сдал трудный экзамен, задний отдел гиппокампа (отдел мозга, задействованный в механизме пространственной памяти) крупнее, чем у тех, кто не готовился к экзамену.

• Области мозга, которые задействуются при изучении иностранного языка, включают в себя нижнюю лобную извилину с левой стороны и части теменной доли слева. Вообще, языковая функция сосредоточена в левом полушарии мозга.

• Музыка активирует части мозга, связанные с подкреплением, мотивацией, эмоциями и возбуждением. Среди них – мозжечковая миндалина, глазнично-лобная кора и передняя срединная префронтальная кора, передняя часть полосатого тела и средний мозг.

• Префронтальная кора – командный центр человеческого мозга, управляющий всеми исполнительными функциями.

• Обогащая обонятельную среду различными запахами, вы тем самым стимулируете рост новых клеток мозга в обонятельной луковице – части мозга, ответственной за обоняние.

2. Раскрывая тайны памяти Как формируются и хранятся воспоминания

Итак, на четвертом курсе я вновь училась в Университете Калифорнии в Беркли и работала в лаборатории доктора Даймонд. Моя дипломная работа была посвящена влиянию обогащенной среды, в которую помещали беременных крыс, на размеры мозга у новорожденных крысят. Колледж я окончила с отличием. Я хотела учиться дальше, хотела пойти в магистратуру и когда-нибудь тоже стать нейробиологом. Кроме того, опыт, полученный в лаборатории Жаффара в Бордо, пробудил во мне интерес к физиологии памяти: в конце концов, память – это один из самых распространенных видов пластичности мозга. Мы знаем, что всякий раз, когда человек узнает новое, в его мозгу происходят изменения. А меня, когда я начинала обучение в магистратуре, интересовало, каким образом изменяется мозг? Где происходят эти изменения? Что мешает мозгу усваивать новую информацию? И какое отношение обучение имеет к памяти? Волновал меня и еще один вопрос: нельзя ли найти способ мысленно увидеть то, что происходило в момент получения информации?

Я догадывалась, что ответы на все эти вопросы связаны с тем, как структурируются и формируются в мозгу воспоминания. Поступая в магистратуру Университета Калифорнии в Сан-Диего, я хотела как можно больше узнать о памяти. Память завораживала меня своей многогранностью. Оказалось, что мне предстояло приобщиться к одной из самых драматичных и перспективных областей нейробиологических исследований.

Сейсмический сдвиг в наших представлениях о памяти и мозге

Университет Калифорнии в Сан-Диего на тот момент мог похвастать первоклассным факультетом нейробиологии, где работали Лари Сквайр и Стюарт Зола – два нейробиолога, о которых я слышала на лекциях профессора Жаффара. Вскоре мне предстояло оказаться в самом центре тех бурных дебатов о механизмах памяти, о которых рассказывал на занятиях профессор Жаффар.

В конце 1980-х годов исследования памяти вызывали настоящий ажиотаж. Тогда в этой области возникла загадка: какая конкретно область мозга отвечает за память? Началось все тридцатью годами раньше, в конце 1950-х годов, когда в поле зрения ученых попал самый знаменитый из когда-либо изученных пациентов, страдающих амнезией, с инициалами Г. М.

Эпохальное открытие, о котором идет речь, связано с нейробиологом Брендой Милнер – британкой, защитившей ученую степень в Кембриджском университете и работавшей на тот момент в Университете Макгилла в канадском Монреале. Тогда Бренда была доцентом, сотрудничала с видным нейрохирургом Уайлдером Пенфилдом – он специализировался на операциях при серьезных случаях эпилепсии, которые не поддавались медикаментозному лечению. Хирургическое вмешательство в таких случаях предусматривало удаление гиппокампа из того полушария мозга, которое, по мнению врачей, инициировало припадки. Бренда тестировала пациентов Пенфилда до и после операции на мозге и пыталась понять, оказывало ли удаление гиппокампа негативное действие на их мозговую функцию. Она обнаружила некоторое ухудшение пространственной памяти в случае удаления правого гиппокампа. В случае удаления левого ухудшалась речевая память. Но эти недостатки считались приемлемым побочным эффектом операции – ведь она резко снижала частоту или вовсе устраняла изнурительные эпилептические припадки, которыми пациенты страдали по многу лет.

Команда испытала настоящее потрясение, когда выяснилось, что у двух пациентов проведенные Пенфилдом операции дали совершенно иной результат: у больных выявились глубокие и очень серьезные нарушения памяти. Пенфилд и его коллеги провели сотни подобных операций, и влияние их на память всегда было довольно слабым. Ученые сразу же изложили эти необычные и тревожные факты в докладе, который должен был обсуждаться на встрече Американской неврологической ассоциации в Чикаго в 1954 году.

Вы спросите: а что на тот момент было известно о мозговых основах памяти? Автором ведущей теории того времени был знаменитый гарвардский психолог Карл Лэшли. Он провел серию экспериментов на крысах и попытался с их помощью понять, как организована в мозгу память. Сначала он давал крысам возможность запомнить лабиринт, а затем наносил животным систематические повреждения внешней оболочки мозга, или коры, чтобы понять, повреждение какой области приведет к наиболее серьезному ухудшению памяти. Оказалось, что место повреждения не имеет значения, зато выяснилось, что к дефициту памяти приводит повреждение достаточной площади коры. На основании этих результатов Лэшли сделал вывод: память не локализована в какой-то конкретной части мозга. Ее механизм настолько сложен, что занимается им большая расположенная в коре сеть, и только повреждение значительной части этой сети приводит к отказу системы. Эта общепринятая на тот момент позиция делала случаи явного отказа памяти у пациентов Пенфилда, свидетелями которых стала Милнер, еще более загадочными. Ведь они явно были связаны с удалением или повреждением конкретных областей.

В нескольких сотнях километров от клиники Пенфилда, в Хартфорде (штат Коннектикут) другой нейрохирург по имени Уильям Сковилл прочел отчет, опубликованный Пенфилдом и Милнер, и немедленно связался с доктором Пенфилдом. Среди пациентов Сковилла был молодой человек с эпилепсией. Болезнь была такой серьезной формы, что врач, с согласия родных пациента, сделал ему, как он выразился, «откровенно экспериментальную операцию»: удалил гиппокамп из обоих полушарий головного мозга, а не из одного. Эпилептических припадков действительно стало меньше, но уже когда пациент очнулся после операции, было ясно: у него, как у двух уже упомянутых пациентов Пенфилда наблюдается глубокая деградация памяти. В то время никто не мог этого знать, но пациенту Сковилла (известному по инициалам – Г. М.) суждено было стать самым знаменитым неврологическим пациентом в истории науки.

Не забывайте, это хирургическое вмешательство было проведено в самый разгар эпохи, когда нейрохирурги спокойно делали операции на мозге, включая фронтальную лоботомию, и проводили другие хирургические процедуры, которые приводили к повреждению части лобной и височной долей мозга. Таким образом тогда пытались лечить психиатрические болезни – например, шизофрению и биполярное расстройство. Такая практика называется психохирургией. Сегодня трудно понять тогдашнее мировоззрение, при котором считалось нормальным удалять у пациентов части мозга. Впрочем, предполагалось, что делается это для их же пользы.