Текст книги "Изобретение самих себя. Тайная жизнь мозга подростков"

Исследование, проведенное в 2016 году учеными Йельского и Принстонского университетов, демонстрирует, как эффект влияния сверстников проявляется в реальной жизни[61]61
  E. L. Paluck, H. Shepherd and P. M. Aronow, ‘Changing climates of conflict: a social network experiment in 56 schools’, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, vol. 113, no. 3, 19 Jan. 2016, pp. 566-71.


[Закрыть]. В эксперименте рассматривалось влияние социальных норм на травлю и конфликты в школе. В нем приняли участие 56 средних школ (ученики в возрасте 11–16 лет) штата Нью-Джерси, половина из которых была занесена в программу по предотвращению травли в школе случайным образом. В рамках данной программы от 20 до 32 учеников из каждой возрастной группы приглашали поучаствовать в семинаре по предотвращению конфликтов, где с ними работал специалист, помогавший им понять отрицательное влияние травли.

Участников программы побуждали проводить кампании по предотвращению травли среди учеников в собственных школах и предлагали стать лицом этой кампании. В одном из мероприятий им предлагали лично сделать плакат и придумать слоган для своей кампании. Рядом с каждым слоганом помещали фотографию придумавшего его ученика с указанием имени; все плакаты были развешаны в школах, где учились те, кто их сделал. Целью было создать связь между слоганом против травли и личностью придумавшего его ученика. В другом мероприятии участники программы раздавали оранжевые браслеты тем ученикам своей школы, которые вели себя дружественным образом по отношению к другим. Эти браслеты исполняли роль видимой награды за действия, направленные на предотвращение травли. В ходе исследования было роздано более 2500 браслетов.

Меры по предотвращению конфликтного поведения и травли принимались во всех 56 школах в течение всего учебного года. Результаты были выдающимися: по сравнению со школами из контрольной группы, в школах, где ученики вели кампании по предотвращению травли, количество конфликтов между учениками снизилось на 30 %. В каждом случае то, что небольшое число учеников открыто выступило против травли и конфликтов, стало причиной распространения негативного отношения к травле в школе в целом. Более того, исследователи изучили социальные связи учеников в каждой из школ, опрашивая учащихся, с кем из участников программы они проводили время в течение нескольких предыдущих недель, таким образом вычисляя популярность каждого из учеников. По результатам было выявлено несколько учеников с наибольшим количеством социальных связей; данные показали, что эффект по предотвращению травли был сильнее в тех случаях, когда в кампании принимали участие ученики с большим количеством связей. Иными словами, когда кампанию проводили популярные ученики, она производила больший эффект. По всей видимости, популярные ученики имели большее влияние на формирование в школе социальных норм, чем остальные. В данном исследовании раскрывается реальная сила влияния сверстников на изменение социальных норм в отношении приемлемого поведения и конфликтов в школе.

* * *

Молодые люди, вступающие во взрослый возраст, должны обладать необходимыми навыками, чтобы ориентироваться в сложностях своего социального окружения. В соответствии с этим антропологи предполагают, что юность является периодом, когда человек в особенности подвержен влиянию культуры. Это означает, что подростки, возможно, с большей вероятностью, чем представители других возрастных групп, усвоят нормы культуры и будут вести себя в соответствии с ее правилами и ожиданиями. Супарна Чоудхури, проводившая исследования для своей докторской диссертации в моей лаборатории, в результате сменившая поле исследований с нейробиологии на антропологию, утверждает, что мозг подростков в период юности может перестраиваться в зависимости от того, в какой «культурной нише» они находятся[62]62
  S. Choudhury, ‘Culturing the adolescent brain: what can neuroscience learn from anthropology?’, Social Cognitive and Affective Neuroscience, vol. 5, nos 2–3, 2010, pp. 159-67.


[Закрыть].

Представьте себе ребенка, переезжающего из одной страны в другую или даже просто переходящего из одной школы в другую в подростковом возрасте. В социальном плане для него важно вписаться в новую компанию, а для этого ему нужно усвоить культурные нормы группы ровесников. Ребенку младшего возраста могут помочь перестроиться родители, и он с большей вероятностью будет копировать их поведение. Взрослые же подвержены влиянию норм культуры, в которой они выросли, поэтому они медленнее адаптируются к новому.

В то время как потребность быть принятым в социуме играет ключевую роль в рискованном поведении подростков, она не является единственным фактором. Социальное окружение подростка отличается от окружения детей или взрослых во многих аспектах. В образовательной системе школьники переходят из младших классов в средние с началом полового созревания, из-за чего дети оказываются в новой среде; часто они начинают взаимодействовать с большим количеством новых сверстников и знакомятся с новыми предметами школьной программы. В этом возрасте дети из старших в предыдущей среде превращаются в младших. Кроме того, подростки сталкиваются с бо́льшим количеством новых ситуаций, чем в детстве: проводят больше времени в одиночестве или с друзьями, решают, с кем им тусоваться, какие предметы изучать и т. п. Возможно, впервые они принимают намного больше самостоятельных решений, не зависящих от родителей и учителей. Есть больше возможностей экспериментировать и исследовать, и эта обретенная свобода позволяет подростками рисковать больше, чем раньше.

Принимая все это во внимание, понимаем, что для объяснения «типичного» подросткового поведения следует учитывать множество факторов, включая и биологические, и факторы среды. Также становится все более очевидно, что мозг подростков устроен сложнее и в значительной мере отличается от того, что мы предполагали до недавнего времени. Пришло время поближе взглянуть на то, что происходит в голове подростков в этот период роста, нового опыта и попыток влиться в компанию.

4. В черепной коробке

Иногда мои сыновья меня удивляют. В прошлом (2017-м) году им исполнилось 10 и 12 лет, они быстро движутся к размытой границе, разделяющей детство и подростковый возраст. Кажется, не успела я глазом моргнуть, как двое малышей превратились в две мыслящие, чувствующие, сложные личности со своей индивидуальностью, мотивами, отличительными чертами, чувством юмора и шероховатостями. Я не заметила, как это произошло, настолько неуловимыми были эти перемены. А в течение следующих десяти лет произойдут еще более глубокие изменения.

Переход человека от рождения к юности поистине удивителен. Как новорожденный, пришедший в этот мир таким беспомощным, так мало знающим и понимающим, в конце концов развивается в независимого способного взрослого, которому нет необходимости для выживания полагаться на своих попечителей? Эта перемена кажется непомерно огромной как с физиологической, так и с психологической точки зрения. В течение веков ученые пытались понять, как развивается человеческий разум. Настало время поведать вам, как устроен мозг, и лучший способ сделать это – рассказать, как я впервые держала в руках этот удивительный орган человеческого тела.

Мозг человека

Следуя указанием преподавателя, я при помощи скальпеля препарировала мозг, чтобы рассмотреть его внутреннее устройство. Складки, которые можно наблюдать в виде линий на его поверхности, уходят глубоко внутрь, образуя извилины коры – внешнего слоя головного мозга. Кора состоит из четырех долей, разделенных глубокими бороздами, которые на латыни называются sulcus. Согласно классическим учебникам, каждая из долей отвечает за различные типы поведения или психологических процессов. На самом же деле это слишком упрощенное представление. В каждой из долей есть множество зон, задействованных во многих проявлениях поведения. Например, височные доли по обеим сторонам мозга, начинающиеся от виска и заканчивающиеся за ухом, включают в себя участки слуховой коры, обрабатывающей звуковую информацию, зоны, отвечающие за распознавание речи, а также верхние височные борозды, обрабатывающие данные о выражениях лиц и другую социально-значимую информацию.

Каждый участок связан с другими невероятно сложной сетью нейронов, и все части мозга непрерывно сообщаются друг с другом. В Лос-Анджелесе есть сеть дорог, состоящая из десятков крупных магистралей, соединяющихся и пересекающихся между собой. Когда бы я там ни проезжала, я вспоминаю о нейронных сетях – хотя человеческий мозг устроен бесконечно более сложно.

Углубляя надрез, пробираясь к сердцевине мозга, я обнаружила подкорковые структуры мозга. Я читала о них в учебниках и научных работах: миндалевидное тело, отвечающее за обработку эмоций; гиппокамп, в котором хранятся воспоминания; базальные ядра – небольшие образования, отвечающие за движение и обучение. Чего я не узнала из учебников и научных работ, так это того, как кора и подкорковые области внешне отличаются друг от друга. Кора довольно однородна по своей структуре, имеет большую площадь со складками, тогда как подкорковые области представляют собой четко выраженные отдельные друг от друга сравнительно небольшие образования немного более темного цвета, чем кора. Название миндалевидного тела происходит от греческого слова amygdale, означающего «миндаль», оно действительно имеет сходную с ним форму; гиппокамп – от греческого hippos «лошадь» и kampos «морское чудовище» – имеет форму маленького морского конька. Базальные ядра представляют собой комплекс из нескольких небольших, связанных друг с другом скоплений серого вещества. Три этих сложных образования позволяют нам чувствовать и распознавать эмоции, хранить воспоминания и контролировать движения. При дисфункции миндалевидного тела человеку сложно распознавать эмоции других людей по лицу. Без гиппокампа становится невозможным образование и хранение новых воспоминаний. Для людей, у которых поврежден данный участок мозга, каждые несколько минут жизнь начинается сначала. При дисфункции базальных ядер невозможно совершать скоординированные движения, контролировать их плавность и заучивать новые последовательности движений.

Ниже подкорковых структур, прямо в основании мозга, находится мозжечок. Он выглядит как уменьшенная копия мозга, именно это и означает его название (латинское cerebellum является уменьшительным от слова cerebrum – мозг). Удивительно, что, хотя его размер меньше коры головного мозга, мозжечок содержит намного большее количество клеток. Всего в мозге приблизительно 86 миллиардов нервных клеток (нейронов), и 50 миллиардов из них находятся в мозжечке[63]63
  F. A. Azevedo, L. R. Carvalho, L. T. Grinberg, J. M. Farfel, R. E. Ferretti, R. E. Leite, W. Jacob Filho, R. Lent and S. Herculano-Houzel, ‘Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain’, Journal of Comparative Neurology, vol. 513, no. 5, April 2009, pp. 532-41, doi: 10.1002/ cne.21974.


[Закрыть]. Мы не знаем причин этого, зато мы знаем, что мозжечок позволяет нам совершать плавные движения, а также контролировать равновесие и положение тела в пространстве. Без этого сложно, например, совершить движение рукой так, чтобы она не дрожала, или прикоснуться пальцем к носу.

Когда я держала этот великолепный орган в руках, я осознала, как многого мы не знаем о самих себе – как много мыслей, чувств и действий человека управляются этими небольшими образованиями.

Кора и подкорковые структуры составляют то, что известно как серое вещество мозга. Оно представляет собой переплетение тел нейронов, кровеносных сосудов, нейронных связей (синапсов), демиелинизированных аксонов и небольших клеток под названием «глия», которые защищают и поддерживают нейроны. В течение этого первого лабораторного занятия я узнала – увидела, – как подкорковые структуры сообщаются друг с другом и с корой головного мозга. Для связи с корой больших полушарий служат крупные «дорожки» так называемого белого вещества: это проводящие пути, передающие огромное количество информации от подкорковых зон, обрабатывающих эмоции, воспоминания и движения, например, к префронтальной коре, которая включает данную информацию в процесс принятия текущих решений и разработку планов на будущее.

Префронтальная кора находится в передней части мозга, прямо в области лба. Держа в руках этот большой кусок мозговой ткани, я знала, что данный участок мозга, вероятно, как никакой другой, делает нас людьми. У людей префронтальная кора больше (в соотношении с размерами тела), чем у любого другого вида, а составляющие ее клетки различаются у людей и других представителей животного мира. Десятилетия исследований показали, что именно в префронтальной коре принимаются решения, заглушаются соблазны и происходит оценка самого себя.

Вкупе эти мозговые структуры составляют сущность каждого из нас – человека, личности. И целое намного больше суммы частей.

* * *

Сегодня, чтобы заглянуть внутрь мозга, мы не ограничиваемся препарированием мозга в лаборатории; мы можем также заглянуть внутрь живого, развивающегося человеческого мозга, используя технологию сканирования, открывшую для нейробиологии невиданные ранее возможности. Я вернусь к теме сканирования мозга в следующей главе. Здесь же достаточно сказать, что не всегда все было так просто. Одним из способов исследования развития человеческого мозга было изготовление тысяч тончайших препаратов мозговых тканей для изучения под микроскопом. Сама я не работала с тканями мозга подобным образом, но я работаю с людьми, проводящими такие исследования, и наблюдаю за их работой, когда они сидят, склонившись над микроскопами. Это кропотливый и напряженный труд, требующий изрядной ловкости и терпения.

Одним из первых исследователей в области развития человеческого мозга был Питер Хуттенлохер (1931–2013). Он был детским неврологом, работавшим в Йельском университете и Университете Чикаго с 1960-х годов. Несколько десятилетий он посвятил исследованию того, как выглядит мозг в разном возрасте – как у здоровых детей, так и у детей с ограниченными умственными возможностями.

Кроме многого прочего П. Хуттенлохера интересовало, как выглядят под микроскопом ткани мозга детей, страдающих от судорог. (Впоследствии в честь него и одного из его коллег было названо заболевание, провоцирующее судороги, – синдром Альперса – Хуттенлохера.) Другой областью его интересов был синдром, который он назвал туберозным склерозом, – редкое заболевание, при котором по большей части доброкачественные (не раковые) опухоли появляются во всех частях тела, в том числе и в мозге. П. Хуттенлохер основал первую клинику для детей с туберозным склерозом в США. Это заболевание иногда вызывает отставание в развитии и трудности в обучении, и П. Хуттенлохера интересовали причины этого. Ему было интересно, как отличается мозг детей с этим и другими нарушениями от мозга детей, развивающихся в пределах нормы.

Чтобы понять, что происходит при данных заболеваниях, П. Хуттенлохеру пришлось изучать под микроскопом препараты мозговых тканей, полученных после вскрытия. Это значило, что из местных больниц ему поставляли мозг умерших младенцев, маленьких детей и некоторых взрослых для сравнения.

Каждый мозг доставляли П. Хуттенлохеру в контейнере с формалином. Он осторожно перекладывал его на лабораторный стол и при помощи острого скальпеля разрезал на большие секции, разделяя четыре доли коры головного мозга и подкорковые области – небольшие образования внутри мозга. Особый интерес для него представляло то, как развиваются клетки в префронтальной коре – в части мозга, отвечающей за принятие решений, планирование и самоконтроль, – по сравнению с сенсорными отделами, такими как зрительная кора, находящаяся в задней части мозга, и слуховая кора, находящаяся по обе его стороны.

На тот момент было известно, что повреждение лобных долей мозга более негативно сказывается на развитии личности и интеллекта, чем повреждения других его частей. Один связанный с этим вопросом случай произошел в середине XIX века, лет за сто до того, как П. Хуттенлохер начал свои исследования. Этот случай с Финеасом Гейджем был описан во всех медицинских пособиях того времени и до сих пор упоминается в современных учебниках[64]64
  J. Fleischman, Phineas Gage: a gruesome but true story about brain science (New York: Houghton Mifflin, 2002).


[Закрыть]. Ф. Гейдж был железнодорожным рабочим в американском штате Вермонт, его работа состояла в подготовке участка местности под прокладку рельсов. 13 сентября 1848 года он при помощи железного лома утрамбовывал взрывчатое вещество в породе, порох загорелся от случайной искры и взорвался, в результате чего метровый металлический лом проткнул его череп насквозь. Он вошел под левой глазницей, прошел прямо через переднюю часть мозга и вышел в области темени.

Финеас Гейдж с железным ломом в черепе

Чудесным образом Финеас Гейдж прожил еще 12 лет после ранения, но его личность и поведение, по свидетельству знавших его, изменились кардинальным образом. Если ранее он был довольно спокойным человеком и душой компании, то после происшедшего его лечащий врач Джон Харлоу описывал его как упрямого и капризного. Вот что Харлоу написал в то время, пока Гейдж был под его наблюдением (его работа была опубликована в 1868 году, после смерти Ф. Гейджа):

Похоже, нарушен баланс между умственными способностями и животными наклонностями. Он порывист, непочтителен, временами позволяет себе сквернейшие ругательства (чем прежде не отличался), неуважительно обращается с друзьями, не приемлет ограничений и советов, если те противоречат его желаниям, временами непобедим в своем упрямстве и в то же время капризен и переменчив, изобретает множество планов на будущее, но тут же теряет к ним интерес. Ребенок по своим интеллектуальным способностям и поступкам, он в то же время подвержен животным страстям сильного мужчины. Хотя он никогда не обучался в школе, разум его до ранения был уравновешен; знавшие его видели в нем проницательного, умного человека дела, очень энергичного и настойчивого в воплощении собственных планов. В этом смысле его разум в корне переменился настолько явно, что друзья и знакомые заявляют, будто «это уже не Гейдж[65]65
  J. M. Harlow, ‘Recovery from the passage of an iron bar through the head’, Publications of the Massachusetts Medical Society, vol. 2, no. 3, 1868, pp. 327-47 (repr. David Clapp & Son, 1869).


[Закрыть].

Случай с Ф. Гейджем привел многих врачей той и более поздней эпохи к выводу, что лобные доли являются вместилищем личности, планов на жизнь и самоконтроля: Ф. Гейдж потерял левую лобную долю, в результате чего эти аспекты его характера претерпели резкие и бесповоротные изменения. Позже эти безапелляционные выводы, основанные на одном-единственном случае, неоднократно ставились под сомнение и оспаривались, в особенности из-за того, что не существовало какого бы то ни было достоверного описания характера Ф. Гейджа до этого происшествия. Таким образом, невозможно понять, насколько он в действительности изменился после несчастного случая и насколько эти перемены были результатом повреждения данной части мозга.

Тем не менее в течение первой половины XX столетия наблюдалось много подобных примеров повреждения лобных долей, в частности в результате двух мировых войн. Все эти случаи одинаково указывают на то, что повреждение данной зоны головного мозга вредоносно сказывается на самоконтроле и приводит к заметным серьезным изменениям в характере.

К 1960-1970-м годам П. Хуттенлохер и другие ученые на основании случая с Ф. Гейджем и подобных ему сделали выводы, что лобные доли связаны с самосознанием и высшими познавательными способностями, такими как интеллект, эмпатия, планирование и самоконтроль. Все это привело к тому, что П. Хуттенлохер сконцентрировался в своей работе по изучению развития мозга детей на префронтальной коре: его гипотеза состояла в том, что именно здесь он найдет отличия у детей с ограниченными умственными способностями.

Разделив мозг на составляющие части, П. Хуттенлохер медленно и терпеливо срезал тонкие слои тканей с каждого участка мозга, используя криостат – чрезвычайно острый инструмент, расположенный в камере с очень низкой температурой (около -20 °C), – чтобы сохранить ткани мозга. Каждый срез, толщиной не более листа целлофана, аккуратно фиксировался между двумя тонкими слоями стекла. Результатами работы становились тысячи образцов тканей каждого участка мозга, которые затем можно было изучать под микроскопом.

П. Хуттенлохера особенно интересовали синапсы – небольшие соединения клеток мозга, или нейронов, посредством которых эти клетки сообщаются между собой (см. схему ниже). Через синаптические связи каждый нейрон передает информацию тысячам других. (Более детально я расскажу о синаптических связях в 6-й главе.) П. Хуттенлохер задавался вопросом о количестве синаптических связей в каждом из участков мозга. Чтобы это узнать, он считал их количество в каждом кусочке мозговой ткани, которую рассматривал в микроскоп. В 1960-1970-х не было способа автоматизировать эту работу – она делалась на глаз. Это был сложный и кропотливый труд, требовавший высокой концентрации в течение длительного времени. П. Хуттенлохер потратил много месяцев, пересчитывая миллионы синаптических связей – как на работе, так и дома. Его дочь сказала после его смерти: «У нас по всему дому были рисунки синапсов»[66]66
  W. Yardley, ‘Peter Huttenlocher, explorer of the brain, dies at 82’, New York Times, 26 Aug. 2013, http://www.nytimes.com/2013/08/27/us/peter-huttenlocher-explorer-of-thebrains-development-dies-at-82.html?_r=0.


[Закрыть].

П. Хуттенлохер вознамерился понять, чем мозг детей с ограниченными умственными способностями отличается от мозга детей, развивающихся в пределах нормы. Однако позже он отметил: «Как ни парадоксально, но в начале наших исследований наиболее интересные открытия касались нормального, а не патологического развития [мозга]»[67]67
  N. Stafford, ‘Peter Huttenlocher’, Obituaries, British Medical Journal, 22 Oct. 2013, p. 347, http://www.bmj.com/content/347/bmj.f6136.


[Закрыть]. Это было некоторым преуменьшением: открытия П. Хуттенлохера поражали и его самого, и ученых того времени.

Синапс в деталях

Проведенные на тот момент исследования мозга животных выявили, как развиваются синаптические связи. На ранних стадиях развития мозга (еще до рождения) отростки, отходящие от каждого тела нейрона (дендриты), а также синапсы, подходящие к каждому из нейронов, начинают преумножаться. Этот процесс, называемый синаптогенезом, продолжается многие месяцы и даже годы; точное количество времени зависит от участка мозга и биологического вида, к которому принадлежит особь. В результате образуется огромное количество синапсов, гораздо больше, чем когда-либо потребуется мозгу. Мозг детенышей животных и маленьких детей содержит большее количество синапсов, чем зрелый мозг взрослого.

Производство избыточного количества связей является универсальным в процессе развития – насколько мы знаем, это происходит на всех участках мозга и у всех видов животных. Что же происходит с избытком синапсов в молодом мозге, которые исчезают по достижении взрослости? Сокращение количества происходит благодаря процессу, который называется синаптическим прунингом или отсечением синапсов. То, какие синапсы останутся, а какие будут удалены, частично зависит от условий окружающей среды. Те синапсы, которые используются в данных обстоятельствах, остаются и укрепляются; те синапсы, которые не используются, – отсекаются.

Процесс отсечения синапсов чем-то напоминает обрезку розового куста: слабые ветви отсекаются, чтобы оставшиеся росли более сильными. Другой аналогией может быть развитие бизнеса. Большинство компаний начинают бизнес с найма ограниченного числа сотрудников с подходящими навыками. Это оправдано с экономической точки зрения, но есть и альтернатива. Можно при основании компании нанять большое число людей со множеством различных навыков, подождать и посмотреть, какие из навыков окажутся наиболее полезными в господствующем на рынке климате, а затем сохранить только людей, обладающих нужными навыками, и сократить большинство сотрудников, у которых их нет. В бизнес-среде это было бы явно неэффективным и скорее всего неэтичным способом достичь оптимальной производительности, и так мало кто поступает. Но это пример того, как развиваются связи в головном мозге. На ранних этапах в нем появляется гораздо, гораздо больше синапсов, чем потребуется в дальнейшем, а затем происходит «сокращение штата», чтобы избавиться от лишнего. Таким образом обеспечивается установление и сохранение всех необходимых связей.

Примером процесса, связанного с отсечением синапсов, является утрата способности различать определенные звуки речи. Спектр звуков, которые сможет различать индивид, определяется звуками, присутствующими в его окружении в первый год жизни. К концу этого времени младенцы утрачивают способность различать те звуки, воздействию которых они не подвергались.

В других языках есть множество звуков, отличающихся от звуков нашей родной речи; мы не привыкли к ним с раннего детства, а потому не можем их различать. Джанет Веркер, Рене Дежардин и их коллеги из Канады провели замысловатый эксперимент, в котором младенцам, детям постарше и взрослым предъявлялись два разных звука («да» и «ба»), испытуемых просили обозначить, когда они слышат разницу между ними[68]68
  J. F. Werker and R. N. Desjardins, ‘Listening to speech in the 1st year of life: experiential influences on phoneme perception’, Current Directions in Psychological Science, vol. 4, no. 3, 1995, pp. 76–81.


[Закрыть]. Младенцев, которые не могли сказать, что слышат разницу, научили поворачивать голову, когда они слышали отличающийся звук. Неудивительно, что испытуемые из всех возрастных групп могли отличить на слух «да» и «ба». Однако когда им предложили два весьма схожих звука на языке хинди, дети и взрослые не сумели расслышать между ними разницы – для них они звучали одинаково. Интересно, что младенцы до года могли отследить разницу. Это значит, что необычайно трудно научиться безупречному произношению на иностранном языке, отличающемся от родного, если вы не слышали этого языка с первого года жизни. Первый год жизни является примером сензитивного периода[69]69
  Сензитивный период – период в жизни человека, в течение которого создаются наиболее благоприятные условия для формирования у него определенных психологических свойств и видов поведения. Прим. переводчика.


[Закрыть] – в данном случае для различения звуков.

Можно ли обучиться звукам, которых мы не слышали в течение первого года жизни, после окончания сензитивного периода? По всей видимости, ответ «да» – в отдельных случаях, если приложить большие усилия, хотя преуспеть в таком обучении может не каждый. Интересно, что с тончайшими отличиями между звуками иностранного языка, о которых взрослые даже не догадываются, связаны изменения мозговой активности. Таким образом, мозг, по всей видимости, способен устанавливать отличия между звуками, которые не воспринимаются на слух. Этот вывод был сделан Аннет Кармилофф-Смит (1938–2016), блестящим психологом-первопроходцем в области развития, и ее коллегами из Университета Лондона[70]70
  M. RiveraGaxiola, G. Csibra, M. H. Johnson and A. Karmiloff-Smith, ‘Electrophysiological correlates of cross-linguistic speech perception in native English speakers’, Behavioural Brain Research, vol. 111, nos 1–2, 2000, pp. 13–23.


[Закрыть]. Результаты ее исследований заставляют предположить, что мозг сохраняет способность устанавливать тонкие отличия между звуками, утрачивается только способность придавать им значение. Это позволяет выводить на первый план часто встречающиеся звуки, и отфильтровывать остальные, нерелевантные.

Чтобы обучиться отличать новые звуки после окончания сензитивного периода, необходимо взаимодействие с другими людьми. Исследование, проведенное Патрицией Кул в Университете Вашингтона в Сиэтле, показало, что девятимесячные младенцы способны различать новые звуки речи, которых они ранее не слышали, если новые звуки исходят от реальных, взаимодействующих с ними людей[71]71
  P. K. Kuhl, F. M. Tsao and H. M. Liu, ‘Foreignlanguage experience in infancy: effects of short-term exposure and social interaction on phonetic learning’, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, vol. 100, no. 15, 22 July 2003, pp. 9096-101.


[Закрыть]. Дети этого возраста практически ничему не научались посредством аудио– и видеозаписей, на которых те же самые звуки воспроизводились тем же самым человеком в течение того же количества времени. Ключевым фактором для обучения было взаимодействие с другим человеком.

Изменения в способности воспринимать звуки в течение первого года жизни считаются результатом отсечения синапсов. Ответственные за обработку звуков синапсы, не получающие стимуляции (потому что язык в естественной для младенца среде не содержит данных звуков), отсекаются. Таким образом, процесс отсечения синапсов настраивает ткани мозга для наиболее эффективного соответствия той среде, в которой растет ребенок.

До того как труды П. Хуттенлохера вышли в свет, ученые полагали, что человеческий мозг практически не развивается по окончании детства. При рождении на всех трех участках мозга, изучением которых занимался П. Хуттенлохер (зрительная кора, слуховая кора и префронтальная кора), у каждого нейрона имеется более 2500 синапсов. В течение первого года жизни число связей быстро возрастает. В зрительной коре, большом участке затылочной части мозга, где происходит обработка зрительных стимулов, позволяя нам видеть окружающий мир, число синапсов достигает пика к 8-12 месяцам, а затем снова начинает снижаться, стабилизируясь приблизительно к двенадцати годам[72]72
  J. Easton, ‘Peter Huttenlocher, pediatric neurologist, 1931–2013’, UChicagoNews, 19 Aug. 2013, http://news.uchicago.edu/article/2013/08/19/peter-huttenlocher-pediatric-neurologist-1931-2013.


[Закрыть]. В слуховой коре – участке, отвечающем за обработку звуков и распознавание речи, – пик роста количества синапсов происходит в возрасте около 3 месяцев, а затем уменьшается примерно до двенадцати лет. Это значит, что количество синапсов в этих сенсорных участках не меняется значительным образом после двенадцати лет, достигая к данному возрасту взрослого уровня.

Однако в префронтальной коре П. Хуттенлохер наблюдал совершенно иное. На этом участке количество синапсов продолжает увеличиваться в течение всего периода раннего детства и достигает пика лишь к трем годам – то есть позже, чем в зрительной и слуховой коре. После этого количество синапсов начинает снижаться, но постепенно, продолжая уменьшаться и в подростковом возрасте, вплоть почти до двадцати лет.

Обнаруженные П. Хуттенлохером данные впервые показали, что определенные части мозга не прекращают свое развитие в детстве, как считалось ранее, но продолжают развиваться в детстве и юности. Более того, его выводы заставили предположить, что среда играет важную роль в формировании префронтальной коры. Он показал, что синапсы на данном участке мозга отсекаются в подростковом возрасте, а, как мы знаем, отсечение синапсов частично зависит от среды, в которой живет человек. Те синапсы, которые требуются для обработки стимулов среды, поддерживаются и укрепляются, в то время как ненужные отсекаются. Можно предположить, что окружение подростка – культура, образование, домашняя и социальная обстановка, хобби, питание и спортивная нагрузка – может влиять на формирование его мозга. Это было ошеломляюще новой идеей.

До П. Хуттенлохера все данные нейробиологии указывали на то, что развитие мозга происходит по большей части в ранние годы жизни. Причиной было то, что прежние труды были посвящены изучению сенсорных участков (зрительной и слуховой областям) мозга животных, которые развиваются относительно рано. Трудно переоценить долгосрочное влияние трудов П. Хуттенлохера, однако ученые вначале отнеслись к его открытию скептически. Он успел изучить лишь двадцать один мозг детей и взрослых, развивающихся в пределах нормы. В его время немногие жертвовали свои внутренние органы науке, поэтому достать больше ему не удалось. Это значило, что в его трудах недоставало многих данных. П. Хуттенлохер мог наблюдать, какое количество синапсов содержалось в префронтальной коре в возрасте 6 и 16 лет, но ему недоставало образцов тканей мозга ребенка между этими возрастными границами. Этих данных просто не было, и он мог только догадываться, какой могла бы быть траектория развития мозга в этот период, он лишь намечал ее пунктирной линией.

* * *

Когда я читала статьи П. Хуттенлохера, описывающие развитие мозга, на меня часто накатывало чувство острой грусти. Его труды рассказали нам так много о мозге, впервые заставив предположить, что некоторые из его участков развиваются и в период юности. И все же они полностью основывались на человеческих смертях в юном и взрослом возрасте. Я представляю себе, какое двойственное чувство возникало у него, когда мозг ребенка доставляли в его лабораторию. Ему очень нужны были эти препараты мозговых тканей, полученные в результате вскрытия детей и молодых людей, чтобы дополнить его чрезвычайно сложную картину развития мозга. Но в то же время держать в руках мозг ребенка было для него тяжелым испытанием. Научные знания о развитии мозга многим обязаны огромному количеству почивших людей и щедрости, с которой они или их семьи пожертвовали органы для исследований.