Эми Натт - Мозг подростка. Спасительные рекомендации нейробиолога для родителей тинейджеров

При рождении у нас больше нейронов, чем в любой другой период нашей жизни. На самом деле наш мозг имеет наибольшую плотность нейронов до рождения, между третьим и шестым месяцем беременности. Сокращение большой части серого вещества происходит в последний триместр и в первый год жизни ребенка. Тем не менее к моменту рождения мозг «переполнен» нейронами. Почему? Переизбыток нервных клеток в организме младенца необходим, чтобы ответить на шквал стимулов, который возникает с приходом в этот мир. В ответ на все новые звуки, запахи, ощущения и т. д. нейроны разветвляются в мозге ребенка, создавая густой лес нейронных связей.

Тогда почему не все дети крошечные Моцарты и Эйнштейны? Потому что, когда мы рождаемся, лишь очень маленький процент этого избытка нейронов соединяется в сеть. Информация поступает внутрь, активирует нейроны, но мозг не знает, куда направлять ее дальше. Как человек, оказавшийся в центре незнакомого и многолюдного города, мозг младенца находится в окружении возможностей и пока еще не имеет карты и компаса, чтобы ориентироваться в этом странном новом мире.

«Все младенцы рождаются в состоянии психоделического благолепия, напоминающего галлюцинирование под влиянием наркотиков» – так красочно описывает это состояние Даниэль Левитин, нейробиолог из Университета Макгилла в Монреале, Канада. Нейрон отвечает на стимул всплеском активности, называемым потенциалом действия . Это электрический сигнал, проходящий из точки контакта со стимулом (или нейромедиатором) принимающей «конечности» нейрона, называемой дендритом , через тело клетки.

Когда мы видим красный цвет, чувствуем запах розы, шевелим мускулом или запоминаем чье-то имя, наши нервные клетки генерируют потенциалы действия.

РИСУНОК 6. Анатомия нейронов, аксонов, нейромедиаторов, синапсов, дендритов и миелина.Сигналы между клетками проходят в одном направлении, от аксонов к дендритному шипику, через синапс. Аксоны с миелиновым покрытием передают сигналы быстрее, чем без покрытия. В синапсе молекула нейромедиатора связывается с рецептором на дендритном шипике.

Тело клетки каждого нейрона можно представить в виде реле, где есть входящие и исходящие сигналы. Как только исходящий сигнал достигает синаптического окончания, которым заканчивается аксон, он запускает реакцию, в результате которой синаптическое окончание высвобождает молекулы химических посланников под названием нейромедиаторы , или нейротрансмиттеры.

Точка соприкосновения между двумя нейронами называется синапс , и его ширина составляет не более двух миллионных долей дюйма. Сигнал идет через тело нейрона в аксон, в его синаптическое окончание. И оттуда выделяется в синапс уже как химическое послание – в виде молекул нейромедиаторов. Как проникающая смазка, нейромедиаторы пересекают синапс и воздействуют на рецептор дендрита следующего нейрона – и таким образом несут информацию от одной клетки к другой. Активированный рецептор запускает цепную реакцию сигналов в принимающей клетке, вызывая в ней электрический импульс, или потенциал действия, который проходит от дендрита через тело клетки к ее аксону.

Чтобы нейронам выжить, им необходимы вспомогательные клетки, называемые глии . Есть несколько типов глий: астроциты, микроглии и олигодендроциты. Астроциты защищают нейроны, подпитывая их и очищая межклеточную жидкость от нежелательных химических вещества. Это помогает поддерживать нейроны мозга на оптимальном уровне функционирования. Микроглии – это крошечные клетки, которые движутся вокруг нейрона и активируются, когда появляется инфекция или воспаление, для борьбы с повреждениями – как армия, которая всегда наготове. Но поскольку мозг создан разумно, микроглии также имеют и повседневные функции, своего рода обязанности по ведению домашнего хозяйства. Поэтому, даже если они не активированы, они все равно помогают поддерживать здоровье и благополучие синапсов.

Олигодендроциты производят миелин, который покрывает аксоны нейронов. Эти клетки, плотно сконцентрированные в белом веществе, оборачивают миелин вокруг аксонов, чтобы изолировать их – так же, как резина изолирует электрический провод.

Хотя вы родились с большим запасом нейронов, основная часть синапсов в коре к моменту рождения еще не сформирована. В нижних областях, таких как ствол мозга, синапсы почти все зрелые. В коре же синапсы образуются в основном после рождения – во время всплеска активности, известного как критический период, о котором я упоминала ранее. На этом этапе развития мозг ребенка создает два миллиона синапсов каждую секунду, что позволяет младенцу обрести цветовое зрение, научиться хватать, распознавать лица и сформировать привязанность к родителям.

Мозг младенца как бы выдвигает миллиарды антенн, которые сканируют мир информации. Чтобы каждый синапс выжил, он должен найти другой нейрон, которому он может отправить информацию; вот почему количество синапсов в мозге ребенка достигает пика в детстве.

Серое вещество – ткань мозга, отвечающая за обработку информации, – продолжает уплотняться в детстве, по мере того как клетки мозга создают дополнительные соединения за счет разветвления дендритов. Это похоже на дерево, выпускающее дополнительные ветви. Стимуляция, переживания, повторяющиеся ощущения – все это способствует созданию новых нервных путей. Это объясняет повышенную способность подростков быстро учиться новым вещам – от управления телевизионным пультом до китайского языка.

Обилие серого вещества, однако, может вызывать и своего рода когнитивный диссонанс, когда мозгу трудно выбрать правильный сигнал из всего этого «шума». В результате, к концу подросткового периода, мозг начинает устранять излишки синапсов и упорядочивать соединения.

Синапсы бывают двух видов: те, которые возбуждают, или включают, соседний нейрон, и те, которые тормозят, или выключают, соседний нейрон. Является ли синапс возбуждающим или то́рмозным – зависит от типа нейромедиатора, который выделяется из синаптического окончания аксона, и от рецептора, «принимающего» нейромедиатор.

РИСУНОК 7A. Тормозные клетки могут остановить передачу сигнала.Они высвобождают тормозные нейромедиаторы, которые остановят сигнал в нейроне и «отключат» клетку.

Если представить нейромедиатор в виде простой геометрической формы, скажем квадрата или круга, то конкретный рецептор для этого типа нейромедиатора будет иметь взаимодополняющую форму – чтобы идеально ему подойти. Так же, как квадратный колышек входит только в квадратное отверстие, и «ключи» нейромедиаторов соответствуют только идеально принимающим рецепторам-«замкам». Это помогает синапсам не путать сообщения. В дополнение к почти идеальной стыковке нейромедиаторов и рецепторов сигнал очищается и еще одним способом – астроциты сразу очищают все оставшиеся нейромедиаторы после их выделения. Это происходит за миллисекунды, поскольку продолжительность сигналов между клетками мозга должна быть быстрой, как резкая вспышка.