Герд Кемперманн - Революция в голове. Как новые нервные клетки омолаживают мозг

Тем не менее нет угрозы, что мозг переполнится. Подобные опасения обыгрывает в своей знаменитой карикатуре Гари Ларсон. Если говорить о емкости, наше запоминающее устройство никогда не бывает заполнено целиком. Но при этом и нельзя сказать, что есть какие-то пустые участки, которые бы простаивали. Мозг всегда активен весь полностью. У него большие резервы, в этом плане миф даже говорит правду, но ни в коем случае не в чисто структурном смысле, а в функциональном и, как мы увидим позже, в смысле «пластичности». А число «10 %» и вовсе взято с потолка.

Представление о своем потенциале, по иронии судьбы, люди получили благодаря редкой прихоти природы. Это так называемые саванты – те, у кого на фоне ограниченных умственных способностей есть удивительные «острова гениальности» – отдельные навыки, в которых они способны достичь незаурядных успехов. При этом очередной миф состоит в том, что к савантам относятся многие или даже все люди с аутизмом.

Одним из самых известных савантов был прототип «человека дождя» из одноименного фильма с Дастином Хоффманом, Ким Пик [3]. Он мог, один раз проглядев текст (это даже нельзя назвать чтением), «пересказывать» наизусть целые книги. К концу жизни его память хранила содержание приблизительно двенадцати тысяч книг, которые он смог запомнить слово в слово. Это показывает, какие объемы информации способен вместить человеческий мозг. Некоторые предпринимают попытки добраться до этих сокровищ, или, по крайней мере, их подобие. «In search of the rain man within us all» («поиски человека дождя в каждом из нас») – так это называет Дарольд Трефферт, специалист по савантам. Проблема, однако, в том, что Ким Пик мог использовать свои огромные знания только в совершенно статичном виде. Он не обладал способностью отбирать информацию; его память была похожа на склад. Ассоциативное мышление у него развилось лишь на очень поверхностном уровне. Связь между двумя полушариями его мозга оставалась рудиментарной. По-настоящему обрабатывать свои колоссальные знания савантам чаще всего не удается. Они замечательно производят вычисления, но не становятся от этого математиками.

По-видимому, реализовать весь потенциал какой-либо функции, которая обычно используется частично, можно только очень высокой ценой. То же самое происходит с рекордсменами в других сферах, например в большом спорте. Здесь тоже, как сказали бы экономисты, возникают «издержки упущенных возможностей». В такой ситуации все ресурсы, будь то время, энергия или инфраструктура, направляются исключительно в одно русло. Олимпийские чемпионы по синхронным прыжкам не бывают одновременно блестящими пианистами. Зато благодаря савантам мы знаем, что у нас не хватает ресурсов на обработку информации, а не на ее хранение.

О «резервах» мы подробно поговорим позже. Сейчас важно отметить, что в мозге не существует каких-то земель, которые можно было бы осваивать. Нет нервных клеток, которые валялись бы без дела и только ждали своего часа.

Откуда взялся противоречащий «правилу 10 %» миф о том, что мы всю жизнь теряем нервные клетки мозга, тоже вполне очевидно. У нас действительно никогда не будет столько нервных клеток, сколько было в детстве. Ведь они формируются в избытке, и подобно тому, как скульптор высекает из куска мрамора Венеру, рожденную из морской пены, так и структура мозга освобождается от всего лишнего в зависимости от опыта (или его отсутствия). Все, что не используется, исчезает. Это также оправданно с энергетической точки зрения, поскольку нервные клетки расходуют чрезвычайно много энергии. А ее всем животным всегда не хватает. Мозг – вещь полезная, но затратная, поскольку очень энергоемкая.

Оказалось, что иметь максимально компактный мозг выгодно. Но его «оптимизация» не продолжается бесконечно по окончании детского и юношеского возраста. После полового созревания состояние стабилизируется. С годами нервные клетки действительно гибнут, но в очень разных количествах, и нет простой связи между числом нервных клеток и их деятельностью или производительностью. Во многих зонах мозга число нейронов колеблется от человека к человеку сильнее, чем у одного человека в течение среднего срока жизни. Однако действует все тот же принцип: то, что не используется, не хранится. Как несложно догадаться, это все же совершенно иная ситуация, чем когда гибнут клетки, исполняющие важную функцию. По-видимому, нервных клеток в мозге ровно столько, сколько требуется для ее исполнения. То, что не находит постоянного применения, ликвидируют. То, что было (как и то, чего не было), формирует будущее. Утраченные возможности вернуть невозможно.

При деменции, напротив, гибель нервных клеток приобретает по-настоящему широкий размах. Но это патологическое состояние, а не просто усугубление или ускорение физиологического процесса. И даже в этом случае оценить масштабы происходящего непросто, ситуация очень запутанная и может быть разной. Датский нейроанатом Марк Вест с помощью очень сложного и точного метода определял количество нейронов в мозге. На рис. 2 (см. вклейку) показаны количества клеток в гиппокампе – этот отдел очень важен для обучения и памяти, поэтому деменция поражает его уже на ранних стадиях и с большой силой. Как видно, изменения количества клеток с возрастом незначительны по сравнению с различиями между отдельными людьми. Выделяются на общем фоне только те, кто страдает болезнью Альцгеймера. В остальном по количеству нейронов в отсутствие деменции невозможно узнать возраст человека, чей мозг мы исследуем [4].

Нейродегенеративные заболевания в некоторой степени действительно обусловлены гибелью нервных клеток. Данные, представленные Марком Вестом, в том числе говорят об этом. То же относится и к болезни Паркинсона. При этом заболевании в первую очередь начинают гибнуть нейроны в особом, небольшом и четко ограниченном отделе мозга, который называется Substantia nigra, или «черная субстанция», и гибель этих клеток несет за собой сложные последствия для мозговых функций. Угасают управляющие сигналы, необходимые для моторной и умственной деятельности. Однако нужно учитывать, что при болезни Паркинсона должно погибнуть около 80 % нервных клеток, прежде чем появятся первые симптомы заболевания. Очевидно, здесь также присутствуют мощные компенсаторные возможности или даже «резервы». Но это, кстати, не значит, что из нервных клеток черной субстанции мы используем всего 20 %!

Идея о том, что в условиях мозга взрослых тоже образуются новые нейроны, во многом так привлекательна, поскольку она противостоит пессимистичному и широко распространенному взгляду на мозг как на песочные часы. Пусть наши нервные клетки и правда постоянно гибнут. Но вдруг можно надеяться, что нейрогенез взрослых восполняет эти потери? К сожалению, у этой очень приятной мысли тоже есть все шансы превратиться в миф. Нейрогенез взрослых ограничен отдельными зонами мозга, а количество новых нервных клеток очень, очень мало. Да и на самом деле нет никаких признаков того, что у человека (в отличие от некоторых животных) это явление призвано обеспечить регенерацию изнутри. Нейрогенез взрослых не дает мозгу возможности регенерировать. Клетки кишечника замещаются в колоссальных количествах, но с нервными клетками все обстоит совершенно иначе. Оттого что открыли нейрогенез взрослых, множество неврологических и психиатрических заболеваний не перестают быть хроническими.