Текст книги "Супермозг. Тренинг памяти, внимания и речи"

Левое и правое полушария

Как тело практически симметрично, так же и два полушария головного мозга представляют собой практически зеркальное отображение друг друга. Правая часть полушария контролирует левую сторону тела, а левая часть полушария – правую сторону тела. Полушария соединены толстым сплетением нервных волокон, называемых мозолистым телом, которое проходит в средней части головного мозга. Человек не может полноценно функционировать, если любое из полушарий сильно повреждено (если только травма не была нанесена в раннем детстве, когда все еще существует гибкость в невральных сплетениях).

Полушария имеют небольшие различия в ментальных функциях: так левое полушарие специализируется на языках, а правое – на пространственном воображении. У левшей латерализация может быть обратной. Согласно современной точке зрения, головной мозг был изначально практически полностью симметричным и использование орудий труда и языка были основными силами в латерализации головного мозга древнего человека.

Каждое полушарие, по-видимому, имеет своеобразный способ обработки информации, и левое полушарие более аналитическое, а правое – более холистическое. Интересно заметить, что восприятие музыки часто осуществляется латерализацией для языка. Изображения мозга музыкантов записывались в течение нескольких лет их тренировок. В первое время не обучавшиеся любители музыки слушали ее более холистично, используя сенсорное восприятие и эмоции, наиболее активным было правое полушарие. По прошествии времени и по ходу их обучения, аналитические левые области головного мозга становились более доминантными, когда они слушали музыку. Язык глухонемых также интригует, так как он активизирует те же области мозга левого полушария, что и речь, хотя слова в языке для глухонемых визуально-пространственные, а не слуховые.

Некоторые авторы говорят о том, что полушария соперничают друг с другом, другие используют слово «кооперация». Они соперничают в том смысле, что то одно из них, то другое распоряжаются при определенных ситуациях. В противном случае возникла бы путаница, которая, как считается, происходит, когда мы запинаемся. Эту ситуацию можно представить себе так: каждая из двух половинок занимается своей любимой работой и информирует другую половинку о том, что происходит. Оба полушария используются в таких случаях как при использовании инструментов и в ходе другой физической деятельности.

1. Левое полушарие.

Контролирует правую часть тела, а также аналитическое мышление и символические процессы, например:

• Язык, язык глухонемых.

• Логика.

• Числа.

• Последовательность.

• Чтение.

• Письмо.

2. Правое полушарие.

Контролирует левую часть тела, а также холистическое мышление, например:

• Визуализация и кодирование увиденного.

• Воображение.

• Цвета.

• Жесты рук.

• Мелодия и ритм музыки.

• Звуки окружающей среды.

• Автобиографическая память.

• Узнавание лиц.

3. У каждого полушария есть своя работа, которой оно занимается, полушария делятся информацией друг с другом.

В целом оба полушария по-разному думают: левое полушарие строит планы, преследует их и имеет тенденцию игнорировать или отрицать противоречия, которые не вписываются в общие идеи, а правое ищет несоответствия и больше похоже на адвоката дьявола. Преобладание того или иного типа мышления меняется по нескольку раз за период в несколько часов.

Существует простой способ, истоки которого восходят к античности и посредством которого можно определить, какая сторона головного мозга в данный момент доминантна. Дыхание контролируется обоими полушариями, но обычно одно из них главенствует. Для того чтобы определить, какое из них активнее, закрывайте каждую ноздрю по очереди и определите, какая из них дышит свободнее. Если головной мозг слишком занят перед сном, обычно правая ноздря более широко открыта, и это означает, что левое полушарие, ориентированное на детали, осуществляет контроль. Некоторые сторонники отличий левой/правой части головного мозга, как, например, Анжела Бут, приписывают еще большие различия левому и правому полушарию:

«Если я нахожусь под контролем моего левого полушария, я не хочу писать. Я хочу отложить это занятие и почитать журнал или проверить свою почту. Если мне надо начать писать немедленно, я закрою правую ноздрю и сделаю десять вздохов, что переведет мое дыхание в режим доминирования левой ноздри, и, таким образом, контроль будет осуществлять мое правое полушарие».

Четыре доли головного мозга

Каждое полушарие головного мозга делится на четыре доли, которые играют определенную роль в осуществлении функций памяти и мышления в целом. Кора головного мозга – это внешний слой каждой доли, состоящей из выпуклостей и впадин (так называемых извилин и борозд), которые одинаковы у большинства людей, хотя нет двух людей с одинаковым головным мозгом.

• Зрительные доли находятся в задней части головного мозга. Они занимают 70 процентов сенсорных областей головного мозга, и в каждом из них 30 различных подразделов, которые используются для того, чтобы понять визуальный мир в отношении движений, цвета и формы.

• Теменные доли располагаются в передней части зрительных долей. Они отвечают за осязание, боль, температуру и проприоцепцию (где вы находитесь в пространстве), и в каждой доле имеется особая область, которая называется «соматосенсорная кора» и отвечает за все сенсоры организма. Во время операции на головном мозге, если нейроны на любом месте соматосенсорной коры стимулируются электрическим импульсом, человек чувствует, как будто кто-то дотронулся до соответствующей части его тела.

• Височные доли находятся под теменными долями. Они обрабатывают слуховую информацию (высоту и ритм), решая, является ли она речью, музыкой или шумом, а левая височная кора головного мозга помогает переводить слова в мысли. Глубоко в каждой височной доле находятся гиппокамп и связанные с ним структуры, отвечающие за эпизодическую память.

• Лобные доли находятся в передней части мозга и составляют одну треть от его общего размера. Большая извилина отделяет их от теменных долей. Они задействованы в реализации задуманного, включая планирование, суждение, принятие решений и контроль над моторикой. И на правой, и на левой лобной долях находятся двигательные области коры головного мозга, которые отвечают за все движения, подобно соматосенсорной области, за исключением того, что ей подчиняются мышцы, но ею не осуществляется восприятие всей информации, сообщаемой нам органами чувств. Если нейроны на любом месте этой области стимулировать электрическим сигналом, соответствующая мышца сократится. В самой передней части головы находится предлобная кора головного мозга, которая отвечает за сохранение концентрации во время выполнения задач, связанных с рабочей памятью, через петлю обратной связи с другими областями головного мозга. Предлобная кора головного мозга также считается ответственной за создание своей точки зрения через постоянный обмен с лимбической системой.

Исследования показали, что те части головного мозга, которые мы чаще всего используем, пополняют ряды нейронов и увеличиваются в размере. В одном эксперименте добровольцы совершали ряд движений пальцами, и после длительной тренировки они могли выполнять последовательность движений в два раза быстрее. Особый интерес представляет участок двигательной области коры головного мозга, который активизировался при выполнении задания. Он увеличился в размере и оставался таким же большим в течение нескольких недель. Подобным образом исследование, в которых участвовали водители такси, показало, что у них увеличен участок головного мозга, задействованный, как считается, в кодировании пространственного картирования. И более увеличена эта область была у тех водителей, которые дольше работали по этой профессии. Эти исследования показали, что когда мы тренируемся в выполнении какого-либо умения, головной мозг в буквальном смысле отдает больше сил решению этой задачи.

Когда используются технологии по получению изображения головного мозга, для того чтобы узнать, какие области активизируются, когда выполняется определенная умственная задача, тесты обычно показывают главную зону и, возможно, несколько других активных зон. Информация может распределяться через несколько различных областей.

Семантическая память

Семантическая память, по-видимому, следует общему принципу, по которому часть головного мозга, которая больше всего задействована в изучении некоторой информации, является, скорее всего, тем местом, где хранятся долговременные воспоминания. Таким образом, знания об объектах, которые мы получаем через их внешний вид, например, о животных или растениях, хранятся в областях, связанных с визуальным восприятием, в то время то, о чем мы узнаем через наши действия, например, умение владеть определенным инструментом, хранится в участках двигательной области коры лобной доли головного мозга.

То, как мозг запоминает слова, представляет интерес, потому что мы и слышим, и произносим их. Наиболее активны при обработке слов две зоны левого полушария, одна из которых находится в слуховой области (так называемая зона Вернике, связанная с значением слов), а другая – в лобной коре (так называемая зона Брока, связанная с грамматикой). Люди, которые хорошо говорят, но имеют трудности с пониманием устной речи, скорее всего, имеют проблемы с зоной Вернике. И наоборот: когда мы точно знаем, что хотим сказать, но не можем построить грамматическое предложение, чтобы выразить свои мысли, дело, скорее всего, в зоне Брока.

Центральной проблемой, о которой говорили респонденты в нашем опросе, была забывчивость на имена. Как уже рассматривалось выше, все доли головного мозга задействованы в семантической памяти (включая имена людей и все, что мы о них знаем). То, что различные области используются для извлечения семантических знаний, объясняет тот факт, что мы видим человека и знаем, кто он такой, но все же не можем припомнить звуки его имени. Имя хранится в отдельной от другой информации зоне, которая недостаточно сильно активизируется. Это также объясняет, почему имя может внезапно всплыть, когда мы начинаем вспоминать другую информацию об этом человеке. Области взаимосвязаны, и активность в одной области может вызвать возбуждение тех областей, в которых хранятся связанные с первой областью сведения.

Когда мы переходим в преклонный возраст, происходит потеря нейронов на различных участках головного мозга, индивидуальная для каждого человека. Трудность в том, чтобы выполнять несколько дел сразу, может возникнуть из-за невозможности синхронизации, которая необходима для того, чтобы каждая зона «разговаривала» с другими. Временами мы чувствуем, что немного не согласуемся сами с собой, возможно, становимся более неуклюжими или медлительными, чем обычно. Скорее всего, это сбои в синхронизации. Но через некоторое время мы становимся более оживленными и мозг начинает нормально работать (например, после того как выпьем первую чашечку чая или кофе или подвигаемся и улучшим циркуляцию крови).

Эпизодическая память

Эпизодическая память отличается от семантической, потому что описывает конкретные случаи и, таким образом, информацию об увиденном и услышанном, которое должно ассоциироваться с местом и временем.

Гиппокамп, лобная кора и миндалевидное тело головного мозга – все они участвуют в соединении компонентов эпизодического воспоминания в единое целое. Многое еще неизвестно о сложных деталях этого процесса, но вполне возможно, что используются специфические обороты обратной связи. Для того чтобы осознавать событие, должны быть активными височные доли. Из показаний оборудования, фиксирующего построение изображений головного мозга, мы знаем, что когда эпизод кодируется, левая лобная кора более активна, но когда мы вспоминаем событие позже, активной становится правая лобная кора.

Когда мы не можем вспомнить, кто рассказал нам что-то интересное, проблема, возможно, возникла из-за того, что лобная кора не может извлечь соответствующий контекст для этой информации, например, где и когда мы слышали эту историю. Фрагменты воспоминаний часто могут отсоединяться от своих истинных источников и присоединяться к другому событию или сливаться с другими событиями.

Правая предлобная кора также необходима для сохранения внимания и целенаправленных действий, особенно если вас что-то отвлекает. Если вас что-то отвлекло и вы потеряли ход мыслей, считается, что это произошло из-за медленной волны электрической активности, которая проходит через лобную область. Медленная волна длится долю секунды и нарушает работу внимания. Такое случается нередко и учащается с возрастом. Возможно, это происходит из-за помех в системе нейронов, которые отвечают за внимание.

Эмоциональное наполнение воспоминаний

События несут в себе эмоциональную значимость. Изучалась роль миндалевидного тела при обстоятельствах, вызывающих страх и навязчивые воспоминания, которые людям хотелось бы забыть. Оно состоит из многочисленных участков, которые координируют реакцию организма на страх, например, повышенное сердцебиение, скованность движений и замедление пищеварения. Некоторые из них могут быть связаны с общим уровнем тревожности, другие вызывают ответную реакцию («приведение в боевую готовность») на определенные ситуации. Миндалевидное тело влияет на выделение таких гормонов, как адреналин и кортизол.

Мы можем вздрогнуть при громком звуке, а затем быстро расслабиться, понимая, что ничто нам не угрожает. Это происходит потому, что информация о происходящем поступает к миндалевидному телу двумя путями. Один путь обеспечивает сравнительно прямой маршрут от органов чувств, занимающий примерно 12 миллисекунд. Другой путь проходит через кору головного мозга и доносит более точную информацию, но занимает в два раза больше времени.

Имплицитная память

Для имплицитной памяти используются все участки головного мозга. Та часть имплицитной памяти, которая называется праймингом, может рассматриваться как «разминка» сенсорной системы в определенных областях: зрительный прайминг в первичной и вторичной зрительных зонах, звуки в слуховых зонах и осязание в соматосенсорной зоне. Если невральная система области недавно находилась в возбужденном состоянии, она не сразу утрачивает активность, что помогает ей быстрее отреагировать позднее. Слова, которые вы недавно слышали, будут узнаны и названы быстрее, чем те, что не упоминались некоторое время.

Другие аспекты имплицитной памяти активизируют отдельные области. Когда мы впервые обучаемся новому умению, такому, как набирать текст на печатной машинке или компьютере, танцевать или играть в гольф, мозжечок («малый мозг», находящийся под зрительной долей) играет важную роль в координации движений и времени, которое требуется на то, чтобы их усовершенствовать. Мозжечок также связан с бессознательной связью стимула, с подкреплением условного рефлекса, навыка.

Концепции

Мы, человеческие существа, являемся гениями в извлечении сущности – мы автоматически берем данные нашего богатого опыта и находим удобные классификацию или свод правил для него.

Категории объектов, которые мы видим, слышим или осязаем, формируются из постепенного приобретения знаний о том, что определенные предметы имеют общего. Найти основные сходства между несколькими предметами можно бессознательно, и, по-видимому, это происходит в тех самых областях, где информация впервые была обработана – зрительных, слуховых и соматосенсорных зонах. Мы также можем сознательно разделить предметы по категориям (и делаем это постоянно): еда, домашние принадлежности, одежда и даже люди. При этом работает височная доля, в частности, гиппокампальная система. Существует много предположительных объяснений о том, как категории хранятся в головном мозге, но одно из них кажется нам наиболее убедительным в связи с тем, что мы знаем о памяти. По этой теории, они представлены в тех взаимоотношениях, в которых мы с ними находимся, а не по средствам их обличия.

Современные исследования в области регенерации головного мозга

Раньше считалось, что новые клетки мозга не формируются после рождения. Однако в последнее время ученые нашли доказательства того, что это не так. Ниже мы опишем, как в головном мозге формируются новые клетки.

Рождение клетки (нейрогенез)

Каждый человек начинает свое существование как одна клетка. Клетка делится, затем делятся ее дочерние клетки, что повторяется снова и снова, вырастая и развиваясь в младенца, затем в ребенка, а затем и во взрослого. Самые первые клетки в эмбрионе – это стволовые клетки, из которых появляются все остальные клетки. Они обладают простой формой и не выполняют никаких специальных функций. Но со временем эмбрион развивается и большинство клеток специализируются, некоторые становятся мышцами, другие кожей или клетками головного мозга. Эти клетки передвигаются к соответствующим частям тела, а затем связываются с окружающими клетками и формируют сложные структуры органов, кожи, мышц и головного мозга, далее видоизменяясь в данном процессе.

Процесс, в результате которого стволовые клетки делятся и видоизменяются для формирования нейронов, называется нейрогенез. Мозговые клетки формируются в несколько стадий. Сначала они появляются, как обычные стволовые клетки, которые могут видоизмениться в любой вид клеток в головном мозге или теле. Когда они делятся, некоторые из них становятся предшественниками особенных клеток головного мозга (включая нейроны и глиальные клетки). Эти стволовые клетки-предшественники могут снова разделиться, и потомство, которое впоследствии станет нейронами, называется нейробластами. Наконец, нейробласты передвигаются в соответствующее место, такое, как зона гиппокампа, где превращаются в нейроны с характерными для них формой и функциями.

Исследования, проведенные на различных живых существах (от канареек и крыс до людей), показали, что стволовые клетки, предшественники нейронов, можно найти в различных областях головного мозга. Большинство из этих клеток, по-видимому, не развивается, и предполагалось, что головной мозг не может восстановиться, используя эти стволовые клетки. Однако постепенно собирались доказательства того, что у многих животных были особые зоны головного мозга, в числе которых гиппокамп (важен для формирования новых воспоминаний), где стволовые клетки продолжают развиваться в функционирующие клетки головного мозга.

Решающим вопросом для человека является то, вырабатываются ли клетки головного мозга в достаточном количестве, чтобы быть полезными, и с помощью каких факторов они могут использоваться в восстановлении функций мозга, как при нормальном старении, так и при лечении заболеваний головного мозга. Нет ничего удивительного в том, что вокруг этих факторов ведутся активные исследования. Ясная картина того, как контролируется нейрогенез, еще не обрисована, но есть несколько многообещающих открытий.

Первое доказательство того, что нейрогенез возможен в человеке, было обнаружено только в конце 1990-х. Это открытие естественного и спонтанного рождения клетки случилось не без вмешательства медиков. Стало известно о таком случае при наблюдении за формированием новых клеток. Пять пациентов, одни из которых страдали от рака языка, другие – от рака гортани, принимали вещество, которое помогало проследить за делением клеток опухоли. Вещество также давало информацию о других делящихся клетках и таким образом могло показать, где формируются новые клетки. Сигнальное вещество было найдено в одной из разновидностей нейронов, называемой «лаброцит», в области гиппокампа, в так называемой зубчатой извилине. Так было обнаружено первое доказательство того, что у взрослого человека может происходить нейрогенез.

Почему если у головного мозга есть способность создавать новые нейроны, он, по всей видимости, не особенно склонен их формировать? Фактически стволовые клетки есть в различных областях головного мозга, но, по-видимому, они не делятся и не образуют новые нейроны.

Возможно, существуют причины, по которым головной мозг не хочет постоянно создавать новые нейроны. Головной мозг – это сложный орган, и его гладкая работа необходима для постоянного выживания. Добавление новых нейронов – это все равно что замена проводки компьютера, который контролирует Боинг-747. Любые ремонтные работы не должны производиться по середине критического маневра! И желательно, чтобы они вообще не совершались в течение полета.

Постоянно проводящиеся исследования показали, что нейрогенез не происходит при определенных обстоятельствах, включая ежедневный ввод информации и выработку некоторых возбудительных нейротрансмиттеров и гормонов, которые выделяются при стрессах.