Текст книги "Войны мозга. Научные споры вокруг разума и сознания"

По этому поводу один из моих аспирантов Джимми Газири недавно обнаружил, что плотность состоящих из белого вещества путей, соединяющих участки мозга, вовлеченных в процесс внимания, увеличивается после применения протокола тренинга нейрофидбека, направленного на улучшение внимания у студентов университета. Это позволяет предположить, что нейрофидбек способен укреплять нейронные связи между участками мозга, связанными с когнитивными функциями. Никаких изменений белого вещества у участников, для которых проводился мнимый нейрофидбек, не отмечалось.

* * *

В конце 80-х годов ХХ века клинический психолог Юджин Пенистон и психолог-исследователь Пол Кулкоски провели исследование нейрофидбека в больнице для ветеранов в Форт-Лайоне, Колорадо. В этом исследовании участвовали тридцать человек. Из них двадцать были закоренелыми алкоголиками, которые вернулись в больницу на очередной курс стационарного лечения от алкоголизма.

Этих пациентов произвольно разделили на две группы. С десятью проводили терапевтические беседы и выполняли программу «Двенадцать шагов». Десять других получали то же лечение и в дополнение к нему нейрофидбек. Во время тренинга нейрофидбека участники лежали в кресле с откидывающейся спинкой, закрыв глаза. Им объяснили, что они должны позволить звукам и голосу терапевта ввести их в состоянии глубокой релаксации, связанное с альфа– и тета-волнами, которые возникали в затылочной коре – области головного мозга, расположенной в задней части головы[89]89
  Медленные волны, возникающие в этом участке мозга, не оказывают негативного влияния на когнитивную деятельность.


[Закрыть]. Кроме того, при переходе к альфа-тета-состоянию, напоминающему транс, их просили использовать позитивные ментальные образы (например представлять, как они отказываются от алкоголя и живут трезвой жизнью, уверенно и радостно). Десять участников, не страдающих алкоголизмом, вошли в контрольную группу.

Все три группы участников прошли ЭЭГ и психологические тесты как до программы лечения, рассчитанной на 28 дней, так и после нее. Результаты пациентов, вводимых в альфа-тета-состояние, оказались поразительными. Их ЭЭГ показывала значительное усиление затылочных альфа– и тета-волн. Это изменение мозговой активности свидетельствовало о снижении тревожности у данных пациентов. Более того, баллы, набранные на психологических тестах, указывали на позитивные изменения личности и значительное снижение негативных эмоциональных состояний. Восемь из десяти алкоголиков, с которыми поработали по протоколу Пенистона-Кулкоски, бросили пить, а десять пациентов, получавших традиционное лечение, были повторно госпитализированы в последующие 18 месяцев. В группе нейрофидбека абстиненция оказалась продолжительной. Три года спустя рецидив наблюдался лишь у одного участника. Эта статистика удивительна: в сфере злоупотребления наркотическими веществами и алкоголем частота рецидивов в 70–80 % считается нормой[90]90
  E. G. Peniston and P. J. Kulkosky, “Alpha-Theta Brainwave Training and Beta-Endorphin Levels in Alcoholics,” Alcoholism: Clinical and Experimental Research 13 (1989): 271-79.


[Закрыть].

Несколько лет спустя Пенистон применил подобный подход при работе с группой ветеранов войны во Вьетнаме, страдавших посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР). ПТСР – тревожное расстройство, которое может развиться после внушающих страх событий, связанных с причинением серьезного физического вреда или с угрозой этого вреда. У пациентов с ПТСР наблюдаются навязчивые страшные мысли, кошмарные воспоминания, флэшбеки, приступы паники, фобии, тревожность и депрессия.

В это исследование были включены две группы ветеранов. В одной группе 14 ветеранов получали традиционное лечение, в том числе психотропные препараты, а также индивидуальную и групповую терапию. В другой группе 15 ветеранов в дополнение к традиционному лечению проходили альфа-тета-тренинг. К концу исследования кошмары, флэшбеки и дозы психотропных препаратов удалось значительно сократить у участников группы нейрофидбека. В контрольной группе таких изменений не наблюдалось. Последующее изучение проводилось спустя тридцать месяцев. У всех 14 ветеранов контрольной группы имелись рецидивы, а 12 из 15 ветеранов, с которыми работали по протоколу Пенистона-Кулкоски, продолжали вести нормальную жизнь[91]91
  E. G. Peniston and P. J. Kulkosky, “Alpha-Theta Brain Wave Neurofeedback for Vietnam Veterans with Combat Related Post Traumatic Stress Disorder,” Medicine and Psychotherapy 4 (1991): 1-14.


[Закрыть].

Пенистон предположил, что во время альфа-тета-сеансов физиология, характерная для мирного времени, позволяет травматическим воспоминаниям ветеранов постепенно стать осознанными. Кроме того, по его мнению, в тета-состоянии они чувствуют себя сторонними наблюдателями, поэтому им не приходится переживать мучительные воспоминания вновь. Таким образом, этот нейтральный образ бытия дает травмирующим событиям возможность безболезненно интегрироваться в психику.

* * *

Как показывают эти исследования нейрофидбека, контролировать волны нашего мозга, оцененные с помощью ЭЭГ, сравнительно легко. Однако у этой методики низкое пространственное разрешение – то есть она не позволяет ученым точно локализовать участки мозга, создающие электрическую активность, которая фиксируется на уровне кожи головы. Ввиду этих ограничений невозможно с помощью ЭЭГ определить наверняка, можно ли научиться контролировать активность мозга в его конкретной зоне.

Но за последнее десятилетие прогресс в технологиях нейровизуализации привел к развитию функциональной МРТ в реальном времени (рвфМРТ). фМРТ оценивает изменения в кровотоке и оксигенации крови, тесно связанные с активностью нейронов. Преимущество рвфМРТ в том, что данные анализируются в процессе сбора. Небольшая продолжительность вычислений позволяет ученым быстро обеспечить пациенту визуальную обратную связь в процессе активности в конкретных участках мозга[92]92
  R. C. deCharms, “Application of Real-Time fMRI,” Nature Reviews Neuroscience 9 (2008): 720-29.


[Закрыть].

В последние годы было проведено несколько исследований нейрофидбека с применением рвфМРТ. В них участники учились контролировать активность конкретного участка мозга через ментальную деятельность (мысли, эмоции) того рода, которая усиливает или снижает эту активность. В одном из таких исследований ученый Кристофер Дешарм и его коллеги стремились определить, в какой степени здоровый человек может научиться контролировать активность в соматомоторной коре – одном из двигательных участков головного мозга[93]93
  R. C. deCharms et al., “Learned Regulation of Spatially Localized Brain Activation Using Real-Time fMRI,” Neuroimage 21 (2004): 436-43.


[Закрыть].

Участникам предлагали представить себе, как они двигают ведущей рукой, пока они видели аналоговое изображение текущего уровня активности в соматомоторной коре. Им было также дано задание усилить активность в этой области мозга. Посредством тренинга участникам удавалось улучшить свой контроль активности мозга, анатомически специфичный для соматомоторной коры. После тренинга, пользуясь одними только двигательными изображениями, участники могли по своей воле усиливать активность этой зоны мозга сравнимо по величине с соматомоторной активностью, измеренной во время реальных движений ведущей рукой. Примечательно, что участники могли сохранять контроль над соматомоторной активностью даже после того, как к ним переставала поступать информация с рвфМРТ.

В другом исследовании Кристофер Дешарм и его коллеги применяли тот же подход, чтобы приучить участников контролировать уровень активности в ростральной передней поясной коре (рППК), участке мозга, известного своей связью с восприятием боли[94]94
  R. C. deCharms et al., “Control over Brain Activation and Pain Learned by Using Real-Time Functional MRI,” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 102 (2005): 18626-31.


[Закрыть]. Участникам пришлось учиться усиливать (активировать) и ослаблять (деактивировать) активность рППК в процессе получения болезненной термостимуляции. Примечательно, что успешная активация деятельности рППК – в процессе применения болевых термальных раздражителей, – привела к субъективно более высокой оценке боли; и наоборот, эффективная деактивация – к более низким оценкам уровня боли.

Другие исследования нейрофидбека с применением рвфМРТ показали, что здоровый человек способен быстро научиться контролировать области мозга, участвующие в визуальном и слуховом восприятии. Возможно, основанный на рвфМРТ тренинг нейрофидбека в конце концов будут применять для улучшения деятельности – стимуляции активности в участках мозга, к примеру, связанных с памятью. В будущем нейрофидбек на основе рвфМРТ может также найти применение в лечении тревожных и депрессивных расстройств.

Дж. Пол Гамильтон, нейробиолог из Стэнфордского университета, вместе с коллегами недавно выяснял, можно ли с помощью нейрофидбека с применением рвфМРТ управлять активностью субгенуальной передней поясной коры (сППК)[95]95
  J. P. Hamilton et al., “Modulation of Subgenual Anterior Cingulate Cortex Activity with Real-Time Neurofeedback,” Human Brain Mapping 32 (2011): 22–31.


[Закрыть]. Считается, что этот отдел передней поясной коры участвует в создании эмоциональных состояний и имеет отношение к глубокой депрессии. В своем исследовании Гамильтон с коллегами предложили восьми женщинам снизить активность сППК, усилив позитивный настрой. Тем удалось. Следовательно, есть вероятность, что структуры мозга, в работе которых при депрессивных расстройствах наблюдаются отклонения, можно контролировать с помощью нейрофидбека с применением фМРТ в режиме реального времени.

Однако нейрофидбек – лишь одно из применений НКИ, нейрокомпьютерных интерфейсов.

* * *

Мэтт Нейгл был парализован от шеи и ниже после того, как ему нанесли колотую рану. В 2005 году он стал первым человеком, управлявшим искусственной рукой при помощи НКИ. Имплантат с 96 электродами был размещен на поверхности двигательной зоны его мозга, над участком, связанным с его ведущей левой рукой и ногой. Этот имплантат также позволил Нейглу мысленно управлять телевизором и проверять электронную почту[96]96
  http://www.nature.com/nature/focus/brain/experiments/.


[Закрыть].

Сначала НКИ выявляет изменения в сигналах мозга, которые отражают намерение пользователя, затем переводит эти изменения в сигналы, отдающие команду об осуществлении желаемого действия. Основная задача НКИ – восстановить движение, зрение и слух, частично или полностью утраченные. Эти каналы коммуникации связывают разум и мозг пользователей с их окружением, позволяют учиться управлять внешними устройствами – теми же программами для обработки текстов, выключателями, инвалидными колясками, телевизорами и нейропротезами[97]97
  Нейропротез – устройство, восполняющее двигательную или сенсорную способность, утраченную в результате болезни или травмы. Кохлеарный имплантат – один из примеров нейропротеза.


[Закрыть].

Системы НКИ могут управляться электрофизиологическими сигналами, которые считывают с кожи головы или напрямую из мозга. К примеру, человек может научиться пользоваться активностью СМР, используя различные виды двигательных образов, чтобы подавать сигналы «да» или «нет» курсору на компьютерном экране или нейропротезу руки[98]98
  J. J. Daly and J. R. Wolpaw, “Brain-Computer Interfaces in Neurological Rehabilitation,” Lancet Neurology 7 (2008): 1032-43.


[Закрыть]. В настоящий момент системы НКИ приносят пользу главным образом людям с серьезными двигательными нарушениями, препятствующими произвольному управлению мышцами. Такие нарушения наблюдаются у людей с травмами позвоночника, боковым амиотрофическим склерозом (БАС, также известным как болезнь Лу Герига), тяжелыми церебральными параличами, мышечной дистрофией и острыми заболеваниями, вызывающими обширный паралич (тот же «синдром запертого человека»).

Ближе к концу 90-х годов ХХ века немецкий нейробиолог Нильс Бирбаумер и его коллеги разработали «ментальную пишущую машинку» для пациентов с БАС. Эти пациенты были обучены создавать медленные корковые потенциалы (МКП) – отрицательную или положительную поляризацию ЭЭГ – по команде, воспринимаемой на слух. При достижении более чем 70 % контроля пациенты видели буквы и слова на экране компьютера или слышали, как их произносит текстовый редактор. Пациенты вызывали МКП после появления желаемой буквы – и так, буква за буквой, создавали слова[99]99
  N. Birbaumer et al., “A Spelling Device for the Paralysed,” Nature 398 (1999): 297-98.


[Закрыть].

В настоящее время проводится все больше исследований НКИ, направленных на методики осуществления людьми контроля над своим окружением при помощи мыслей. Вполне вероятно, что скоро неинвазивные НКИ будут использовать и люди, не имеющие инвалидности. Об этой возможности ученые из исследовательского института IDIAP, специализирующегося на разработке НКИ, недавно сообщили по результатам удивительного эксперимента. Во время него два здоровых человека сумели силой мысли перемещать робота через несколько комнат, пользуясь НКИ на основе ЭЭГ[100]100
  http://www.innovationwatcharchive.com/choiceisyours/choiceisyours. 2006.11.30.htm.


[Закрыть].

Не так давно Цзыпин Чжун, ученый из Центра вычислительной нейробиологии Шварца при Университете Калифорнии в Сан-Диего, вместе с коллегами разработал новый НКИ, способный помочь людям с тяжелой инвалидностью общаться с другими. Этот НКИ позволяет пользователям звонить по мобильному телефону, набирая номер силой мысли. Устройство состоит из повязки ЭЭГ на голову, подсоединенной к блютус-модулю, который без проводов передает ЭЭГ-сигналы мобильному телефону Nokia. Этот НКИ по описанию кажется чем-то из области научной фантастики, однако после краткого обучения им почти со стопроцентной точностью может овладеть большая часть пользователей. В конечном итоге, таким психонейрофоном могут пользоваться и совершенно дееспособные пользователи мобильников[101]101
  D. Graham-Rowe, “Dialing with Your Thoughts,” April 12, 2011, http://www.technologyreview.com/communications/37357/?pi=Ai&a=f.


[Закрыть].

Венчурная компания NeuroSky Inc. с головным офисом в Сан-Хосе, Калифорния, ведущая разработки в том же направлении, создала прототип устройства, читающего ЭЭГ-волны с помощью сенсоров, закрепленных на лбу пользователя. Этот прототип, представленный в 2008 году на выставке Международной ассоциации индустрии беспроводных телекоммуникаций, показывает обработанные ЭЭГ-сигналы на экране мобильника, чтобы продемонстрировать степень релаксации пользователя. Через эти же сигналы можно управлять движениями персонажа в видеоигре, идущей на экране мобильника. Компания NeuroSky в настоящее время планирует разработку НКИ для управления домашними игровыми приставками и аудиовизуальным оборудованием для бытового использования[102]102
  H. Yomogida, “NeuroSky Demos Brain-Controlled Mobile Phone Applications,” September 11, 2008, http://www.technologyreview.com/communications/37357/?pi=Ai&a=f.


[Закрыть].

Неудивительно, что мысленный контроль активности мозга привлек внимание производителей игрушек и игр. Несколько лет назад компания Mattel выпустила Mind Flex – игру на основе технологических разработок компании NeuroSky. Играющие надевают на голову аппарат с налобным сенсором, считывающим ЭЭГ-активность. Эта активность преобразуется в сигнал, который передается как радиочастота. При достаточной сосредоточенности игроки могут привести в действие вентилятор, который поднимает мячик и проводит его через полосу препятствий на столе. От умения участников игры управлять мозговыми волнами зависит их успешное проведение мячика через все препятствия.

Force Trainer – еще одна игра, основанная на технологиях мозговых волн NeuroSky, на этот раз игра представляет собой тренировки воинов-джедаев. Как и в игре Mind Flex, беспроводное устройство, надевающееся на голову, считывает ЭЭГ-активность игроков. Игроки должны войти в состоянии глубокой сосредоточенности и обуздать свои мозговые волны так, чтобы управлять шариком, движущимся в потоке воздуха внутри прозрачной башни высотой 10 дюймов (25 см). Учась использовать «Силу», они проходят несколько уровней сложности – от падавана до джедая. Указания игрокам дает сам Йода, глава всех магистров-джедаев[103]103
  M. Snider, “New Toy Trains to Use ‘The Force,’” http://www.mindpowernews.com/LearnThe Force.htm.


[Закрыть].

* * *

Нейрофидбек помогает в устранении эпилептических припадков, невнимательности, гиперактивности и злоупотребления наркотиками и алкоголем[104]104
  К другим состояниям, лечение которых осуществлялось с применением нейрофидбека, относятся большое депрессивное расстройство и синдром Аспергера.


[Закрыть]. И кроме того, как показывает его применение в играх, этим же методом можно повысить результативность действий здоровых людей. Поскольку большинство спортсменов-любителей и профессионалов стремятся отточить навыки и улучшить результаты, в мире спорта растет интерес к нейрофидбеку.

Вьетта Уилсон, известный спортивный психолог и преподаватель Йоркского университета в Торонто, считает самой важной составляющей успеха спортсмена на соревнованиях контроль разума. За последние три десятилетия она занималась подготовкой спортсменов во многих видах спорта, в том числе баскетболистов, лучников, легкоатлетов и борцов. Ее работа свидетельствует о том, что беспокойство и негативные мысли – худшие враги спортивной результативности, а био– и нейрофидбек помогают спортсменам контролировать свои разум и физиологию[105]105
  http://www.futurehealth.org/populum/page.php?f=Electroencephalography-and-by-Vietta-Sue-Wilson-100208-348.html.


[Закрыть].

В 2002 году спортивный психолог Бруно Демичелис, в дальнейшем возглавивший группу ученых, работающую совместно с футбольным клубом «Милан», учился у Вьетты Уилсон. Разработанное им «секретное оружие» он назвал «Комнатой разума» (Mind Room). В этой комнате игроки клуба «Милан» полулежали в креслах, подсоединенные к аппарату биофидбека, который считывал их мозговые волны, сердечный ритм и мышечное напряжение. Демичелис учил их правильно достигать состояния релаксации и оставаться в нем, пока они смотрели видеозаписи своих ошибок, допущенных во время матчей. В конце концов игроки обретали контроль над собственной психикой и физическими проявлениями чувств. В 2006 году некоторые из них помогли итальянской сборной выиграть чемпионат мира, а в следующем году «Милан» победил в Лиге чемпионов УЕФА[106]106
  http://braintrackers.com/library/76-italian-soccer-training-a-biofeedback.


[Закрыть].

Крис Каман, центровой НБА ростом 213 см, выступающий за «Клипперс» из Лос-Анджелеса – еще один спортсмен, которому тренинг нейрофидбека принес огромную пользу. В свои первые годы в НБА Крис не умел концентрироваться, часто забывал, что делает, и вместе с тем был чрезвычайно импульсивным. С тех пор он прошел ряд сеансов нейрофидбека под руководством психолога Тима Ройера. После этого тренинга он установил новый рекорд карьеры в 17,9 очков, 13,7 подборов и три блока в среднем за игру и стал ведущим центровым в НБА. Каман приписывает свои спортивные достижения нейрофидбеку. Тренинг мозговых волн помог ему обрести новые способности, в том числе умение сосредотачиваться и управлять своей импульсивностью[107]107
  http://www.nba.com/clippers/news/kaman_espnotl_080115.html.


[Закрыть].

Лыжник Александр Билодо также обращался к био– и нейрофидбеку для тренировки разума и тела. На Зимней олимпиаде в Ванкувере в 2010 году он завоевал золотую медаль в могуле среди мужчин. Бионейрофидбек был одним из нескольких проектов, имевших высшую категорию секретности, – научно-техническим компонентом программы НКО Own the Podium («Завоюй пьедестал»). Эта программа стоимостью 117 миллионов долларов, рассчитанная на пять лет, была разработана с целью помочь Канаде завоевать максимум медалей на Олимпийских играх. В подготовке Билодо участвовала Пенни Вертнер, спортивный психолог и преподаватель Университета Оттавы.

Благодаря бионейрофидбеку Билодо научился, отдавая себе мысленный приказ, переходить в «рабочий режим» на 25–30 секунд, пока длился спуск, и расслабляться между «переключениями». «Сконцентрированность отнимает много сил, – говорила Вертнер. – Очень трудно найти баланс между напряженным вниманием и целеустремленностью и в то же время сохранять спокойную уверенность “я справлюсь”. Достичь этой комбинации невероятно трудно. Выиграть олимпийскую медаль непросто, а Алекс выступил блестяще. Я убедилась, что это по-настоящему полезный метод, – и, конечно, ни в коем случае не чудо, – и польза его в том, что он помогает спортсменам действовать более осознанно и, что еще важнее, учиться тому, как себя менять»[108]108
  http://neurofeedback-singapore.com/news-update.html.


[Закрыть].

Нейрофидбек – эффективная форма биофидбека, которая позволяет нам намеренно менять то, что происходит у нас в мозге. Эта психонейротехнология позволяет нам мельком увидеть поразительную силу нашего разума. Нейрофидбек способен улучшить наши когнитивные функции, избавить от тревожности и аффективных расстройств и привести нас к большей стабильности и благополучию в эмоциональной сфере. Кроме того, есть данные, которые позволяют предположить, что некоторые виды тренингов мозговых волн могут внести свой вклад в переживание трансцендентного опыта. А также исследования нейрофидбека с применением рвфМРТ показали, что мы можем научиться контролировать активность конкретных участков мозга, а НКИ демонстрирует, что мы способны влиять на свое окружение силой мысли. По всем этим причинам я убежден, что изобретение технологии нейрофидбека знаменует важный этап нашей эволюции.

Однако нейрофидбек – не единственный способ, с помощью которого мы можем оказывать влияние на наш мозг. В следующей главе рассказано о новейших исследованиях нейробиологов, показавших, что медитация – форма ментального тренинга, почти столь же древняя, как и само человечество, – может не менее благотворно влиять на мозговую активность. По сути дела, есть данные, указывающие, что медитация в буквальном смысле слова «меняет наш мозг».

Глава 3
Тренируй разум, преображай мозг
Нейропластичность

В буквальном смысле слова мозг, который мы развиваем, отражает жизнь, которую мы ведем.

Далай-лама XIV[109]109
  Слова Далай-ламы процитированы по: S. Begley, Train Your Mind, Change Your Brain: How a New Science Reveals Our Extraordinary Potential to Transform Ourselves (New York: Ballantine Books, 2007), vii-viii.


[Закрыть]

В 2004 году Далай-лама XIV, Тэнцзин Гьямцхо, пригласил четырех нейробиологов в Дармсалу, Индия. Главным вопросом этой встречи была нейропластичность: динамический потенциал, благодаря которому мозг перестраивает себя на протяжении всей жизни, реагируя на повседневный опыт. Эту встречу, продолжавшуюся пять дней, посетили десятки тибетских монахов-буддистов. Нейробиологи единодушно высказали мнение, что разум – лишь проявление электрохимических процессов в мозге и что незачем обращаться к каким-либо духовным или нематериальным аспектам, чтобы понять умственные способности. Как и следовало ожидать, Далай-лама и монахи придерживались совершенно иной точки зрения[110]110
  S. Begley, “Scans of Monks’ Brains Show Meditation Alters Structure, Functioning,” Wall Street Journal, November 5, 2004, http://online.wsj.com/article/o,SB109959818932165108,00.html.


[Закрыть].

Несмотря на различия во взглядах, монахи и ученые с одинаковым воодушевлением обсуждали заманчивую возможность предсказуемого формирования мозга разумом, во многом схожего с формированием мышц с помощью физических тренировок. Далай-лама выразил глубокую уверенность в том, что мысли и чувства, какими бы внутренними и нематериальными они ни были, способны оказать значительное влияние на деятельность и структуру мозга.

Нейробиолог Фред Гейдж, посетивший в 2004 году встречу в Дармсале, излагает традиционные представления о мозге таким образом: «Если бы мозг был подвержен изменениям, менялись бы и мы. И если бы в мозге совершились неверные изменения, мы изменились бы непоправимо. Проще поверить, что изменений нет. При этом личность остается практически постоянной»[111]111
  «Институт разума и жизни» (Mind & Life Institute), XII конференция, 2004.


[Закрыть].

Не все ученые приняли Далай-ламу в нейробиологию с распростертыми объятиями. В 2005 году, когда Общество нейробиологии (SfN) – крупнейшее профессиональное сообщество нейробиологов в мире, – известило о том, что Далай-лама согласился выступить с ежегодным циклом лекций «Диалог между нейробиологией и обществом» на предстоящей осенней встрече в Вашингтоне, округ Колумбия, это объявление не прошло незамеченным. Несмотря на то что тема его выступлений, «Нейробиология медитации», предназначалась для того, чтобы дать духовному лидеру Тибета возможность продвинуть идею партнерства буддизма и науки, она сразу была принята в штыки.

Некоторые ученые требовали, чтобы Общество нейробиологии отменило лекции, грозили бойкотировать встречу и возмущались, утверждая, что Далай-лама не вправе рассуждать о нейробиологии. Один исследователь из Национальных институтов здравоохранения заявил: «Мы не желаем смешивать науку с религией ни в классах, где учатся наши дети, ни на научной конференции». Другой организатор петиции высказался еще язвительнее и осведомился: «А кого пригласят на следующий год? Папу римского?»

* * *

История исследований способности мозга изменяться и развиваться благодаря обучению непродолжительна. В начале 60-х годов ХХ века Марк Розенцвейг, психолог-исследователь из Университета Калифорнии в Беркли, стал одним из пионеров в исследованиях нейропластичности. Вместе с коллегами он установил, что крысы, выросшие в обогащенной среде – в клетках с беговыми колесами, игрушками, которые можно было катать, лестницами, чтобы взбираться на них, – обучались лучше, чем генетически схожие крысы, выросшие в совершенно обычной обстановке, где не было никаких подобных предметов. При дальнейшем сравнении мозга этих крыс результаты были очевидны: мозг крыс, выросших в обогащенной среде, весил больше и содержал больше нейромедиаторов, чем мозг крыс, выросших в обычной обстановке[112]112
  Norman Doidge, The Brain That Changes Itself (New York: Penguin, 2007).


[Закрыть].

Примерно через 30 лет, в конце 90-х годов ХХ века, Фред Гейдж и его коллеги из Института Солка сравнивали мозг двух групп стареющих мышей из одного и того же помета, росших в обогащенной среде и в обычной. По данным исследований, первые показывали превосходство в тестах, оценивающих способность исследовать и учиться, и в гиппокампе их мозга содержалось гораздо больше новых нейронов, чем в мозге последних. Это важное открытие свидетельствует о том, что стимуляция факторами среды может способствовать нейрогенезу – образованию новых нейронов – даже в стареющем мозге[113]113
  G. Kempermann, H. G. Kuhn, and F. H. Gage, “More Hippocampal Neurons in Adult Mice Living in an Enriched Environment,” Nature 386 (1997): 493-95; G. Kempermann, H. G. Kuhn, and F. H. Gage, “Experience-Induced Neurogenesis in the Senescent Dentate Gyrus,” Journal of Neuroscience 18 (1998): 3206-12.


[Закрыть].

До 70-х годов ХХ века центральное место в нейробиологии занимала догма, согласно которой мозг взрослого человека представляет собой статичную, жестко запрограммированную машину, лишенную способности изменяться и производить новые нейроны. Однако научные исследования, которые привели к революционному открытию нейропластичности, и другие примечательные научные труды доказали прямо противоположное: мозг взрослого человека непрестанно меняет свою структуру и функционирование, создает новые нейроны и синаптические связи, обновляет уже существующие нейронные сети или развивает новые. Нам не приходится довольствоваться мозгом, который достался нам при рождении. Спросите хотя бы у лондонского таксиста.

Водители традиционных лондонских черных такси, «кэбов», могут рассчитывать на заработки, почти вдвое превышающие зарплату других таксистов, однако к этой награде ведет тяжелый путь. Будущие таксисты должны хорошо разбираться в множестве улиц и районов, расположенных в радиусе почти десяти километров от перекрестка Чаринг-Кросс в центре Лондона, и выдержать трудный устный экзамен, прозванный «Знание». Учеба и подготовка к экзамену обходятся недешево, водителям требуется несколько лет напряженного труда, чтобы достичь цели. «В среднем учащийся занимается по 15–30 часов в неделю на протяжении трех лет», – согласно данным The Observer[114]114
  B. Oaff, “Black-Cab Drivers,” Observer, November 10, 2002, http://www.guardian.co.uk/money/2002/nov/10/wageslaves.careers.


[Закрыть]. Однако ради вожделенной лицензии водителям приходится не просто сдавать экзамен, но и менять размеры своего мозга.

В 2000 году группа ученых из Университета Лондона под руководством доктора Элеоноры Магуайр провела магнитно-резонансную томографию (МРТ) мозга шестнадцати лондонских таксистов, имеющих обширный опыт ориентирования в городе. Исследователи сравнили мозг этих таксистов с мозгом представителей контрольной группы, не водивших такси. Магуайр и ее коллеги обнаружили убедительные доказательства того, что мозг взрослых людей действительно способен физически меняться благодаря знаниям.

В каждом полушарии мозга водителей такси задний отдел гиппокампа был значительно крупнее, чем у представителей контрольной группы. Задний отдел гиппокампа, расположенный в медиальной части височной доли мозга, объединяет информацию из краткосрочной и долгосрочной памяти, участвует в пространственной ориентации и считается вместилищем пространственных данных об окружающей обстановке. Неудивительно, что эта область у водителей такси, которые провели в профессии несколько десятилетий, оказалась более развитой, чем у тех, кто только начал водить такси. Тем не менее открытие удивило даже самих водителей. «Я никогда не замечал, что у меня растет часть мозга, – говорил один. – Интересно, что стало с остальным?»[115]115
  “Taxi Drivers Brains ‘Grows’ on the Job,” BBC News, Tuesday, March 14, 2000, http://news.bbc.co.uk/2/hi/677048.stm.


[Закрыть].

По мнению Магуайр и ее коллег, эти результаты указывают, что задняя часть гиппокампа способна разрастаться у людей, жизнь которых во многом зависит от их навигационных навыков. Наш мозг не является постоянным и неизменным, он может развиваться и меняться со временем, в зависимости от того, как мы им пользуемся. Все это подкрепляет точку зрения многих нейробиологов – о том, что существует способность к местным пластичным изменениям в структуре мозга взрослого человека в ответ на требования среды. «Это исследование первым показало, что выполняемая нами работа действительно меняет структуру мозга, – считает Магуайр. – Мы смогли увидеть пластичность человеческого мозга, и это дает надежду на реабилитацию пациентов с неврологическими нарушениями»[116]116
  J. Lenzer, “Study of London Taxi Drivers Wins Ig Nobel Prize”, BMJ.com, October 11, 2003, 327(7419): 831, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc.


[Закрыть].

* * *

На нейропластичность влияет не только приобретение знаний. Исследования показали, что изменения в мыслях и чувствах обладают силой, преображающей мозг.

Мы с моей исследовательской группой продемонстрировали это явление несколько лет назад на примере группы молодых женщин, страдающих арахнофобией. Иррациональная боязнь пауков может быть настолько сильной, что провоцирует приступы паники, даже если поблизости нет живого паука. В нашем эксперименте мы предлагали пациенткам с арахнофобией отрывки из фильмов о живых пауках, при этом сканировали мозг пациенток методом фМРТ. Все участницы испытывали острое чувство страха при виде пауков на экране, и снимки фМРТ показали, что реакция страха связана с выраженной активностью гиппокамповой формации.

Известно, что фобии характеризуются фобическим избеганием: тот, кто боится пауков, готов на все, лишь бы оказаться как можно дальше от них. Это стремление возникает ввиду связи приступов паники с контекстом, в котором изначально возникла реакция страха. К примеру, если вы стали бояться пауков после того, как наткнулись на их гнездо в темном чулане, само открывание двери чулана может спровоцировать приступ паники. Гиппокамповая формация играет важную роль в воспоминаниях, посредством которых вырабатывался условный рефлекс страха. Поскольку у большинства молодых женщин, участвовавших в нашем исследовании, фобия развилась после травматичного опыта столкновения с пауками в детстве, мы предположили, что активизация гиппокамповой формации связана с эмоциональной памятью, ассоциирующейся с этим негативным опытом[117]117
  V. Paquette et al., “Change the Mind and You Change the Brain: Effects of Cognitive-Behavioral Therapy on the Neural Correlates of Spider Phobia,” Neuroimage 18 (2003): 401-9.


[Закрыть].

Через неделю наши пациентки с фобией приступили к терапии десенсибилизации, разработанной с расчетом ослабить их страх перед пауками. Молодые женщины каждую неделю проходили один трехчасовой сеанс групповой терапии на протяжении месяца. Процедура была проста, обучение и воздействие постепенно становились все интенсивнее. В первую неделю пациенткам предлагали полистать книгу с цветными фотографиями пауков. На вторую неделю им показывали отрывки из фильмов о жизни пауков, а также просили рассматривать фотографии пауков и видеоклипы дома, в промежутках между сеансами терапии. На третью неделю их попросили побыть в комнате, где находились живые пауки. Во время четвертого и последнего сеанса они должны были по просьбе прикоснуться к огромному живому тарантулу. Все участницы успешно справились с этим заданием, что особенно примечательно, поскольку до терапии фобия у большинства была настолько сильной, что они не решались прикасаться даже к фотографиям пауков.

Через неделю после окончания терапии мы снова провели сканирование участниц, пока они смотрели отрывки из фильмов с ползающими пауками. На этот раз эти видеоматериалы не вызывали чувства страха, и результаты сканирования подтверждали эту реакцию: активности в гиппокамповой формации не наблюдалось. Эти впечатляющие результаты указывают, что участницы функционально «перепрограммировали» свой мозг всего за месяц – и больше не чувствовали страха, ограничивающего их жизнь[118]118
  V. Paquette et al., “Change the Mind and You Change the Brain,” 401-9.


[Закрыть]. Так получилось, что примерно через год после окончания этого исследования я встретил одну из его участниц. Она сообщила мне, что после исследования буквально влюбилась в пауков – настолько, что даже завела гигантского тарантула в качестве домашнего питомца.