Сейчас учёных занимает «загадка нейроэволюции» с её основным вопросом: «Как на путях биологической эволюции возникли разум и человеческий мозг?» Проблема нейроэволюции связывает биологию с психологией. Уже сегодня учёные осознали, что основные усилия эволюции мира животных были затрачены именно на создание мозга человека. Они обнаружили гены, ответственные за ключевые функции мозга – обучение и формирование памяти. Именно в ходе естественного отбора, который действует на функции и структуры, увеличивающие выживаемость или размножение, происходят популяционные изменения частот генов, связанных с этими функциональными системами. Чтобы понять психику как функцию определённой динамической организации структур мозга, следует понять, как эти структуры и их организация возникли в ходе биологической эволюции. Это составляет часть проблемы морфологической эволюции. Методами молекулярного клонирования удалось вычислить, что из приблизительно 80–100 тыс. генов, составляющих геном крысы, около 50–60 тыс. экспрессируются в мозге, причём экспрессия более половины из них мозгоспецифична. В обычном состоянии мозга эти гены «молчат», но, как только происходит что-то, что требует запоминания, они активируются, а потом, выполнив свою работу, вновь «замолкают». В отличие от других соматических органов, в мозге многие из этих генов вновь активируются в ситуациях новизны и обучения. Две фазы эволюционного цикла – созревание и адаптивные модификации функциональных систем, обеспечивающих выживание, – оказываются тесно связанными на уровне механизмов регуляции экспрессии генов. По сути дела, в мозге процессы морфогенеза (биология) и развития никогда не прекращаются, а лишь переходят под контроль когнитивных и волевых процессов (психология). Такое сходство заставляет думать об интенсивных эволюционных взаимодействиях и переходах между двумя этими доменами. Есть основания полагать, что именно при исследовании этих взаимодействий может быть получен ответ на один из наиболее сложных и захватывающих вопросов современной науки – как в ходе филогенеза мозг стал органом, определяющим не только поведение, деятельность, здоровье, болезнь, но и эволюцию генома.

Ещё несколько десятилетий назад учёные считали, что мозг неизменен, «запрограммирован» и что большинство форм его повреждения неизлечимы. Книга Нормана Дойджа «Пластичность мозга» – это замечательное и вселяющее надежду описание безграничной способности человеческого мозга к адаптации. Доктор Дойдж, выдающийся психиатр и исследователь, был поражён теми изменениями, которые произошли с его пациентами (Норман Дойдж, 2011).

Открытие того факта, что мысли способны – даже в пожилом возрасте – менять структуру и функции мозга, – это важнейшее достижение в области неврологии за последние четыре столетия.

Норман Дойдж предлагает революционный взгляд на человеческий мозг. Он рассказывает о блестящих учёных, продвигающих пока ещё новую науку о нейропластичности, и о поразительных успехах людей, жизнь которых они изменили: примеры выздоровления пациентов, перенёсших инсульт; случай женщины, имевшей от рождения половину мозга, который перепрограммировал сам себя для выполнения функций отсутствующей половины; истории преодоления необучаемости и эмоциональных нарушений, повышения уровня интеллекта и восстановления стареющего мозга. Его первые сообщения противоречили общепринятому представлению о мозге и его функционировании, поэтому он занялся изучением новой науки – нейропластичности. Он писал: «Идея о том, что мозг способен менять собственную структуру и функционирование, благодаря мыслям и действиям человека, – самое важное нововведение в наших представлениях о человеческом мозге, начиная с тех пор, как впервые была обрисована в общих чертах его анатомия и работа его основной структурной единицы – нейрона. Это – революция!

Революция, связанная с нейропластичностью мозга, среди всего прочего не может не оказать влияния на наше понимание того, как любовь, секс, печаль, отношения с людьми, обучение, склонности, культура, технологии и психотерапия меняют наш мозг. Но нейропластичность способна формировать как более гибкое, так и ригидное поведение – феномен «пластического парадокса». Однажды произошедшее в мозговых структурах пластическое изменение в результате своего закрепления может помешать другим изменениям. Лишь понимание как позитивного, так и негативного влияния пластичности на наш мозг позволит в полной мере осознать пределы возможностей человека».

Его открытие базировалось на работах прежде всего Александра Романовича Лурия – знаменитого российского психолога, одного из немногих крупных психологов-теоретиков и практиков, хорошо известных на Западе. А. Р. Лурия доказал пластические возможности «высших психических функций» ещё в 40-х годах XX века. Во время Великой Отечественной войны он с группой коллег занимался реабилитацией раненых с серьёзными повреждениями мозга (контузиями и черепно-мозговыми травмами). Тогда психологи добивались поразительных результатов: парализованные и совершенно безнадёжные люди начинали нормально двигаться, ходить и говорить. Полученные им практические результаты были вполне ожидаемыми. Они соответствовали известным в Советском Союзе с 30-х годов теоретическим разработкам, свидетельствующим о пластичности мозговых и психологических функций (работы физиологов Н. А. Бернштейна, П. К. Анохина, гениального психолога Л. С. Выготского, фундаментальные труды по психологии С. Л. Рубинштейна, А. Н. Леонтьева и др.), и лишь подтвердили психологические концепции на практике. А. Р. Лурия стал основателем совершенно нового направления в мировой психологии – нейропсихологии.

Американский невролог Пол Бах-у-Рита одним из первых серьёзно изучил идею нейропластичности (впервые предложена в конце XIX века). Он выяснил, что наши сенсорные системы обладают пластичной природой и в случае повреждения одной из них другая иногда может взять на себя выполнение её функций. Пол Бах-у-Рита (англ. Paul Bach-y-Rita, наибольшую известность приобрёл своей деятельностью в области нейропластичности) назвал этот процесс «сенсорным замещением» и разработал способы приведения его в действие, а также устройства, дающие нам «сверхчувства». Открыв возможность адаптации нервной системы к видению с помощью камеры, а не сетчатки глаза, Бах-у-Рита подарил слепым людям величайшую надежду на появление ретинальных имплантатов, которые можно ввести в глаз хирургическим путём. Эта способность к адаптации и предполагает, что мозг пластичен, т. е. способен реорганизовать свою сенсорно-перцептивную систему. В 1977 году с помощью новой методики было доказано, что, вопреки утверждению Брока, человек говорит с помощью левого полушария, 95 % здоровых правшей обрабатывают языковую информацию в левом полушарии, а оставшиеся 5 % – в правом. 70 % левшей обрабатывают эту информацию в левом полушарии, но 15 % делают это с помощью правого полушария, а ещё 15 % используют для этого оба полушария (S. P. Springer and G. Deutsch, 1999).

Барбара и Джошуа Кохен в 1980 году открыли Школу Эрроусмит в Торонто. Тогда очень немногие принимали идею нейропластичности и верили в то, что мозг можно тренировать, как мышцы, давая ему нагрузки, поэтому работа Барбары редко находила понимание. Для разных пациентов были разработаны разные упражнения. У неё есть упражнения для людей с нарушениями работы лобных долей головного мозга. Такие люди отличаются импульсивностью или имеют трудности с планированием, разработкой стратегий, определением приоритетов, постановкой целей и их достижением. Их часто считают неорганизованными, легкомысленными и неспособными учиться на собственных ошибках. Барбара же полагает, что у многих «взбалмошных» или «необщительных» людей имеются проблемы с ослаблением некоторых функций мозга. Упражнения для мозга преображают жизнь людей.

Среди специалистов по нейропластичности, имеющих серьёзный послужной список в мире естественных наук, известен Мерцених, которому принадлежат наиболее смелые заявления в данной области. Он полагает, что при лечении серьёзных заболеваний, таких как шизофрения, упражнения для мозга могут быть так же эффективны, как лекарственные препараты; что пластичность мозга существует с момента рождения человека до его смерти и что радикальное улучшение когнитивного ^[2] функционирования – того, как мы учимся, думаем, воспринимаем и запоминаем, – возможно даже в пожилом возрасте» (Merzenich, 1998).

Мозг не просто учится; он всегда «учится учиться». В представлении Мерцениха, наш мозг – это не бездушный сосуд, который мы наполняем; он, скорее, похож на живое существо, способное расти и меняться благодаря правильному питанию и тренировкам. До него мозг рассматривали как сложный механизм, имеющий жёсткие ограничения в плане памяти, скорости обработки информации и ума. Мерцених доказал ошибочность этих представлений. Он пришёл к мысли о том, что, возможно, пластичность – это главное свойство мозга, которое получило развитие в ходе эволюции, чтобы дать людям конкурентное преимущество, и что это может быть настоящим «чудом». Его последние патенты выданы на перспективные методики, позволяющие осваивать навыки владения языками без утомительного запоминания. Мерцених утверждает, что при правильных условиях тренировка нового навыка может изменить сотни миллионов, а возможно, миллиарды связей между нервными клетками в картах нашего мозга. Если вы будете просто исполнять те танцы, которые выучили много лет назад, это не поможет вам сохранить двигательную кору мозга в должной форме. Чтобы ваш мозг продолжал жить, вы должны учиться чему-то действительно новому, требующему высокой сосредоточенности. На самом деле, вводить в обучение человека (а не животного) искусственное поощрение и наказание не обязательно. Мотивацию к обучению создаёт естественный для человека интерес к новому, интерес к жизни вообще. Если такой интерес не пропадает в зрелом возрасте, он и служит «поощрением» для полноценной работы мозга.

Последние десятилетия в том же направлении активно работали экспериментаторы. За это время в лабораториях Розенцвейга и других учёных было получено множество данных, свидетельствующих о том, что стимулирование мозга заставляет его «расти» практически всеми возможными способами. Они пришли к выводу, что ментальный тренинг, т. е. жизнь в стимулирующих условиях, повышает на 5 % общий объём коры головного мозга животных и на 9 % – объём тех областей, которые непосредственно стимулируются с помощью тренировок. Тренированные или стимулированные нейроны формируют на 25 % больше нейронных ветвей, увеличивая также количество связей каждого нейрона и кровоснабжение мозга.

Результаты патологоанатомических исследований у людей свидетельствуют о том, что обучение повышает количество нейронных связей. В результате роста числа связей происходит раздвижение нейронов, вызывающее повышение объёма и плотности мозга.

Метод мониторинга картирования мозга помог Джону Каасу и др. (1990 г.) преодолеть предубеждение специалистов против существования пластичности мозга у взрослых людей, распространённое ранее среди исследователей, занимавшихся зрительным восприятием. Он картировал зрительную кору взрослого человека, а затем перекрывал доступ информации, поступающей в неё от сетчатки глаза. С помощью повторного картирования ему удалось продемонстрировать, что всего за несколько недель на карте повреждённого участка коры появились новые рецептивные поля.

От структуры исследователи перешли к поиску химических соединений (нейрохимическая система мозга), которые обусловливают и обеспечивают работу механизмов адаптации. Исследования Риты Леви-Монтальчини – итальянского нейробиолога, лауреата Нобелевской премии по физиологии и медицине 1986 года – привели к открытию целого ряда факторов роста нервов, один из которых привлёк внимание Мерцениха. Это был нейротрофический фактор мозга, или BDNF, – волшебный эликсир мозга. BDNF играет важную роль в подкреплении изменений, происходящих в мозге в критический период. По утверждению Мерцениха, это происходит четырьмя разными способами. Когда мы выполняем какое-либо действие, требующее одновременной активации определённых нейронов, они выделяют BDNF. Этот фактор роста укрепляет связи между данными нейронами и помогает соединять их вместе, чтобы обеспечить их совместную активацию в будущем. BDNF также способствует росту тонкой жировой оболочки (миелин) вокруг каждого нейрона, которая ускоряет передачу электрических сигналов. В течение сенситивного (критического) периода BDNF активирует базальное ядро – ту часть нашего мозга, которая позволяет нам фокусировать внимание и поддерживает его в активированном состоянии на протяжении всего критического периода. Н. Дойдж так описывает этот процесс: «Базальное ядро помогает нам не только концентрировать внимание, но и запоминать то, что мы переживаем, помогает дифференциации мозговой карты». Вот как об этом говорит Мерцених: «Словно в нашем мозге есть учитель, который говорит: „Вот это действительно важно – это вы должны знать, чтобы сдать экзамен под названием жизнь“». Мерцених называет базальное ядро и систему внимания «модулирующей системой управления пластичностью» – нейрохимической системой, которая при активации переводит мозг в состояние предельной пластичности. Четвёртая и последняя функция BDNF: он заканчивает укрепление ключевых связей и помогает завершить критический период. После установления основных нейронных связей возникает потребность в стабильности системы и, соответственно, в меньшем уровне пластичности. Когда BDNF выделяется в достаточных количествах, он отключает базальное ядро и заканчивает волшебную эпоху обучения, не требующего усилий. В дальнейшем базальное ядро может быть активировано только при появлении чего-то важного, необычного, нового или в том случае, когда мы прилагаем усилия для концентрации внимания.

Мысль о том, что мозг, подобно мышцам, может расти и укрепляться благодаря тренировкам, перестаёт быть метафорой.

Мы живём в век новых технологий, скоростей и открытий, которые приводят к пониманию огромной важности разума у человека, дающего возможность управлять не только внешними физическими процессами, но и возможностью самореконструкции, лежащей в основе здоровья (как и болезни) и долголетия.

Homo sapiens sapienticus (человек разумный разумнейший) – видовое название человека – приобретает конкретное содержание, игнорировать которое уже невозможно. Нет таблеток для долголетия: даже изменив свой геном, человек обречён на болезни и смерть в сравнительно молодом возрасте, потому что его жизнь с каждым годом становится всё более стрессонасыщенной.

Антропогенный психоэмоциональный стресс (АПЭС) – фактор, вызывающий невидимую эпидемию, о которой ещё в начале прошлого века психиатр Мюллер-Лиер писал: «…наша наука взвесила и измерила и самое малое, и чрезвычайно большое… как раз именно то, что так сильно связано с нашей кровью и потом, что нам ближе всего и столь сильно затрагивает наши жизненные интересы, человеческие страдания и бедствия – наука наказала полнейшим пренебрежением, слепо прошла мимо них. Факт этот до того парадоксален, что поневоле приходится изумляться» (Mюллер-Лиер Ф., 1935). А в это время «дитя мозга – стресс», этот тихий убийца, нередко выбирая лучших, уносил и уносит тысячи мужчин, раньше, чем женщин.