Дэниел Левитин - Счастливое старение. Рекомендации нейробиолога о том, как жить долго и хорошо

Добровольцы, принимавшие участие в экспериментах в Берлине, носили призматические очки, которые смещали их поле зрения на несколько сантиметров влево или вправо. Затем Гельмгольц просил их взять чашку кофе, ручку или другой предмет, находящийся поблизости. Поскольку зрительная информация теперь была искажена, руки участников эксперимента попадали не в то место, в нескольких сантиметрах от предмета, который нужно было взять. В течение часа их мозг приспосабливался с помощью механизма перцептивной адаптации. Вот она, нейропластичность в действии! Мозг усвоил новую информацию и перестроил двигательную систему в соответствии с произошедшими изменениями. Когда участники сняли очки, какое-то время они снова делали ошибочные движения, но мозг быстро провел реадаптацию.

Этот эксперимент продемонстрировал степень взаимосвязанности и взаимозависимости зрительной и двигательной (моторной) систем головного мозга, что дает нам серьезные основания полагать: в мозге содержится пространственная карта окружающей среды. После надевания призменных очков мы ощущаем, что карта неверна и ее необходимо обновить. Адаптация порождает изменения в головном мозге, в сенсорной и двигательной коре, во внутритеменной борозде (области мозга, отвечающей за обнаружение и исправление ошибок [167]) [168], а также в гиппокампе, где хранятся пространственные карты [169].

Вы сами использовали такие карты, если когда-нибудь брали в ночной темноте стакан воды с прикроватного столика или находили путь в ванную, не включая света. Тем не менее эти карты также могут меняться при поступлении новой, противоречащей им информации.

Гельмгольц считал, что степень адаптации зависит от продолжительности ношения призматических очков, но не так давно были получены доказательства того, что этот процесс зависит от количества взаимодействий между зрительной и двигательной системами [170]. На самом деле, если бы вы просто носили искажающие очки, но не взаимодействовали с окружающей средой, адаптации не происходило бы. Если сиделка будет двигать за вас вашей рукой, для вас ничего не изменится, сколько бы раз это ни происходило. В таких случаях приспособление обеспечивают не глаза и не зрительная кора, а моторная (двигательная) система и нейронные сети, управляющие взаимодействием между зрением и движением. Тем не менее всего три взаимодействия запускают перенастройку мозга [171].

Новаторские эксперименты Гельмгольца вызвали восхищение в Инсбруке (Австрия), и в 1920–1930-х годах там был проведен ряд подобных опытов. В ходе одного из них люди носили очки, зеркально разворачивающие поступающую картинку слева направо. Адаптация заняла немного больше времени, чем простое смещение картинки влево или вправо, но, на удивление, она все же произошла. По меньшей мере один смельчак ездил в таких очках на мотоцикле по улицам Инсбрука (впрочем, может, смельчаками были наблюдавшие за ним прохожие).

Пытаясь проверить идею в экстремальных условиях, авторы инсбрукских экспериментов использовали инверсионные очки, которые переворачивали мир с ног на голову [172]. Мозг так сильно стремится адаптироваться к перцептивным изменениям, что приспособился даже к этому: со временем изображение в голове воспринимающего вернулось в правильную позицию. В течение первых трех дней ношения очков участники эксперимента совершали много ошибок. Один держал чашку вверх дном, когда ее вот-вот должны были наполнить. Другой попытался перешагнуть через фонарный столб, думая, что его верхушка лежит на земле. Еще два дня происходила медленная корректировка, а на пятый день, проснувшись утром, участники посмотрели на мир через инверсионные очки и увидели все правильной стороной вверх. Они могли передвигаться и заниматься повседневными делами, как будто ничего не произошло. Участники, носившие эти очки, занимались различными реальными делами: смотрели фильмы и цирковые представления, ходили в рестораны, ездили на мотоциклах и велосипедах, даже катались на лыжах. Когда позже они сняли очки, мир вновь показался им перевернутым, но адаптация к нормальному восприятию произошла всего за несколько минут [173]. Мозг поразительно быстро перенастроился в режим восприятия, который был знаком ему десятки лет.

Почему первоначальная адаптация занимает так много времени, а реадаптация происходит гораздо быстрее? Все дело в биологических различиях между проторенными путями и изменениями, происходящими за несколько дней. Любое обучение влечет за собой образование синаптических связей. Освоение и многократное практическое применение чего бы то ни было повышает силу синаптических связей, поэтому к ним легче вернуться.

Все эти удивительные вещи могут показаться теорией или чем-то, представляющим интерес только для умников-нейробиологов, занимающихся вопросами восприятия, но на самом деле они имеют полезное клиническое применение. Взять хотя бы инсульт, поражающий четверть людей в возрасте старше 70 лет [174]. После инсульта почти у трети пациентов наступает одностороннее пространственное игнорирование, под влиянием чего больной не замечает одной стороны своего тела или поля зрения и даже не знает, что у него есть такое нарушение [175]. Как вы понимаете, это главная причина падений и травм. Надежный способ преодоления такого расстройства – использовать призматические очки, постепенно смещающие фокус внимания пациента в направлении игнорируемой стороны [176].

Эксперименты с призменной адаптацией важны для всех, кто носит очки. Офтальмологи изучают их, чтобы определить степень адаптации зрительной системы к искажениям. Если новые сильные очки покажутся вам некомфортными, окулист посоветует просто подождать две недели. Чем сильнее линзы, тем выше индекс рефракции и тем больше искажений создается в изображениях. В очках с очень сильными линзами можно даже увидеть, как на краю поля зрения появляются радужные цвета. В свое время мозг адаптируется, хотя, пока этого не произойдет, человеку может быть трудно ходить.

Я проверил призменную адаптацию на собственном опыте во время учебы в МТИ. Узнав об этих экспериментах на занятиях по нейропсихологии, однажды в пятницу во второй половине дня я изготовил призменные очки, которые смещали весь мир примерно на 30 градусов влево. До этого опыта мои руки знали, где что расположено в окружающем мире, и просто находили нужное. Но, как только я надел очки, все изменилось. Попытавшись взять чашку кофе со стола в комнате общежития, я промахнулся более чем на 30 сантиметров. Со второй попытки я попробовал внести коррективы, но все равно промахнулся. Чтобы найти чашку, мне пришлось вытянуть руку вперед, а затем медленно передвигать ее вправо. Ходить было особенно трудно. Пытаясь пройти по длинному коридору в общежитии, я постоянно врезался в стену. Покинуть здание я не осмелился, но все же продолжал заниматься своим проектом. Я бродил вокруг, дотягиваясь до разных предметов. Я ел и читал учебники, не снимая очков.