Тайны нашего мозга, или Почему умные люди делают глупости

Вонг Сэм

Ученые из Нью-Йоркского университета доказали, что аудиосигнал попадает из таламуса прямо в миндалевидное тело _ небольшую область, играющую важную роль в контроле эмоций, особенно страха. Нейроны в определенной части миндалевидного тела вырабатывают больше потенциала действия в ответ на сигнал после проведения эксперимента, чем до того, как животное научилось бояться сигнала. Эти изменения в электрических ответах нейронов вырабатываются приблизительно в то время, когда животное начинает выказывать страх, и, следовательно, они могут являться причиной ступора животного, вызванного страхом. Как крысы, так и люди с повреждениями миндалевидного тела не вырабатывают нормальных воспоминаний об испытанном страхе.

Процесс обусловливания страха может быть заглушен посредством угасания, появляющегося, если обученному животному раз за разом давать слышать сигнал и не подкреплять его ударом тока. Если это будет случаться довольно часто, то животное научится не впадать в заторможенное состояние после сигнала, а нейроны миндалевидного тела перестанут на него так сильно реагировать. Однако угасание — это всего лишь вторая форма обучения, которая накладывается на первичную

выработку страха; оно не восстанавливает мозг до первоначального состояния. Похоже, что угасание включает в себя обучение в префронтальной области коры — органе мозга, который выбирает адекватное поведение. Нейроны в префронтальной области становятся более активными после процесса угасания, и затем они подавляют активность нейронов миндалевидного тела, появляющуюся в ответ на сигнал. Крысы с поврежденной префронтальной областью коры могут научиться бояться сигнала, но, хотя угасание временно понижает их реакцию, это длится недолго, и на следующий день они ведут себя так, как если бы угасания никогда не происходило. Как и в случае других типов обучения, на угасание влияют естественные склонности животного. Гораздо сложнее погасить страх в ответ на стимулы (например, змеи или пауки), которые были жизненно важны на протяжении всей эволюции конкретного вида животного.

Миндалевидное тело контролирует влияние эмоций и на другие типы обучения. Эмоциональный подъем облегчает запоминание наиболее важных деталей нового опыта. Например, жертвы вооруженного нападения обычно помнят, как выглядел автомат. Однако пациенты с поврежденным миндалевидным телом в стрессовой ситуации не могут сосредоточиться на важных деталях. У крыс и у людей временный стресс усиливает обучение двумя способами: через выработку адреналина и глюкокортикоидов. Оба этих гормона воздействуют на рецепторы миндалевидного тела и гиппокамп, увеличивая синаптическую пластичность. Однако длительный стресс способен заметно ухудшить способности к обучению, и об этом стоит помнить в процессе дрессировки своей собаки.

У каждой из систем обучения свои плюсы. В случае с обусловливанием страха система миндалевидного тела позволяет вам научиться с одного раза, если испытанный страх был достаточно силен. С другой стороны, вспомните, сколько повторений требуется большинству людей, чтобы запомнить длинный список фактов, — жутко скучное занятие, которое затрагивает другую систему — гиппокамп.

Способы более легкого запоминания фактов связаны с естественными методами запоминания, характерными для людей. Точно так же, как свиньи стремятся закапывать вещи, а куры — клевать, люди обладают гораздо более простыми для них врожденными методами научения. Как мы говорили в главе 6, для людей невероятно важна зрительная информация, и с ней работает в той или иной форме минимум треть коры головного мозга. Кроме того, последовательность событий и физическая близость одного объекта к другому являются для нас объединяющими в группы факторами, поскольку именно так мы познаем мир. Гиппокамп управляет как изучением фактов, так и изучением событий и их последовательностей. Одна эффективная стратегия совмещает несколько этих хитростей: представьте себе, что вы идете по дому, и каждый факт, который вы хотите запомнить, ассоциируйте с конкретным местом в доме. Если это кажется вам слишком утомительным, то можете добиться успеха мгновенного обучения с помощью миндалевидного тела. К сожалению, это потребует от вас испытывать сильный страх от каждого факта, который вы учите. Это не стоит того.

ГЛАВА 14. Восхождение на вершину горы: старение

Раньше мы не обращали особого внимания на исследования старения и на то, как сохранять здоровье нашего мозга. Но теперь мы очень рады, что пишем эту книгу, поскольку настало время внести некоторые изменения, которые позволят сделать наши пенсионные годы еще счастливее.

Начнем с плохой новости. Даже если оставить в стороне такой диагноз старения, как деменция, ваш мозг с возрастом будет, скорее всего, функционировать все хуже. Здесь две основные проблемы. Одна, о которой знают все, — это память. Вам будет сложнее, чем раньше, отыскивать ключи от машины — эта способность обычно начинает слабеть на четвертом десятке жизни, и чем дальше, тем больше. Ориентирование в пространстве контролируется гиппокампом, который отвечает и за память. Эти процессы также слабеют с возрастом, как у многих животных, так и у человека.

Другой проблемной областью является так называемая «управляющая функция» — ряд способностей, которые позволяют нам выбирать адекватное ситуации поведение, тормозить неадекватное поведение и фокусировать свое внимание на задании, несмотря на отвлекающие факторы. Проблемы с управляющей функцией начинаются позже, обычно — на восьмом десятке, и включают в себя ухудшение базовых функций — например, скорости обработки информации и реакций, а также кратковременной памяти, позволяющей нам запомнить телефонный номер на время, достаточное для того, чтобы его набрать. Сложности с управляющей функцией параллельно с проблемами с ориентировкой в пространстве объясняют, почему ваш дедушка водит машину уже не так хорошо, как это было раньше. (Возможно, он уже не может так легко вспомнить, куда положил ключи.) Некоторые входящие сенсорные сигналы также ослабляются с возрастом, что вызывает, к примеру, проблемы со слухом (см. главу 7). Становится сложнее контролировать мышцы, хотя пока не ясно точно, с чем это связано: с мозгом или со стареющим телом.

Практический совет. Как защитить свой мозг по мере старения?

Наиболее эффективным способом поддержать здоровье мозга с возрастом оказалось то, о чем вы, возможно, никогда бы не подумали, — физическая нагрузка. Нейронам требуется поддержка для правильного выполнения своей работы, и стареющая система кровообращения может вызвать уменьшение подачи крови, снабжающей мозг кислородом и глюкозой. Регулярные физические упражнения, повышающие частоту сердцебиений, — единственный и самый

полезный способ поддержать свои когнитивные способности в пожилом возрасте. Пожилые люди, всю свою жизнь поддерживавшие хорошую физическую форму, гораздо лучше выполняют организационные задания, чем люди того же возраста, предпочитавшие сидячий образ жизни. Это может быть связано с тем, что более здоровые люди обычно более активны, однако дело не в этом. Когда неактивные люди начинают заниматься физическими упражнениями даже в возрасте старше 60 лет, их организационная функция улучшается буквально в течение нескольких месяцев. Для достижения эффективного результата занятия должны продолжаться не менее получаса по нескольку раз в неделю, но они не должны быть слишком напряженными. (Прекрасное упражнение — быстрая ходьба.) Преимущества физической нагрузки проявляются заметнее у женщин, хотя и у мужчин появляются заметные улучшения. Как физическая нагрузка помогает мозгу? Существует несколько возможностей, и каждая из них может вносить свою долю в общий успех. У людей упражнения замедляют возрастное уменьшение объема коры, у лабораторных животных — увеличивалось количество небольших кровеносных сосудов (капилляров) в мозгу, что улучшало снабжение нейронов кислородом и глюкозой. Кроме того, высвобождались белки, способствующие росту дендритов и синапсов, повышалась синаптическая пластичность и росло количество рождающихся новых нейронов в гиппокампе. Любой из этих эффектов мог улучшить когнитивные процессы, хотя неизвестно, какой оказал наибольшее влияние.

Физическая нагрузка тесно связана и с уменьшением риска появления деменции в пожилом возрасте. Люди, регулярно занимавшиеся физкультурой в среднем возрасте, втрое реже страдают болезнью Альцгеймера после 60 лет, чем те, кто вообще не занимался спортом. Даже начав занятия после 50 лет, можно снизить этот риск наполовину. До встречи в спортзале!

Специфические изменения в структурах и функциях мозга связаны с ослаблением с возрастом памяти и управляющей функции. В пожилом возрасте гиппокамп уменьшается в размере, и это уменьшение коррелирует с ухудшением памяти. Более того, префронтальная область коры головного мозга важна для кратковременной памяти и управляющей функции, и она тоже уменьшается с возрастом.

Вопреки тому, что вы могли подумать, сжатие мозга с возрастом не связано с отмиранием нейронов. По мере старения вы не теряете нейроны. Вместо этого просто сжимаются отдельные нейроны. Дендриты тоже уменьшаются в размерах в нескольких областях мозга, особенно — в гиппокампе и префронтальной области коры головного мозга. Количество синаптических соединений между нейронами падает с возрастом у большинства изученных животных. У более пожилых животных ощущается дефицит синаптической пластичности — процесса, на котором основывается обучение (см. главу 13), но только в определенных частях мозга.

Знаете ли вы? Моя память ухудшается. У меня болезнь Альцгеймера?

Если вы забываете, куда положили очки, это нормальное старение. Если вы забыли, что вы носите очки, то это, вероятно, деменция. Синдром типа заболевания Альцгеймера, вызывающий две трети случаев деменции, вовсе не является крайней степенью нормального старения, он включает в себя ухудшение функционирования специфических областей мозга и симптомы, которые никогда не появляются в процессе нормального старения. Люди с тяжелой степенью деменции не могут вспомнить значимые случаи из своей жизни и могут даже не узнавать своих супругов и детей.

Самым главным фактором риска появления болезни Альцгеймера является возраст. После 60 лет число случаев заболеваний удваивается каждые пять лет и к 90 годам охватывает практически половину популяции. По статистике, у 75% американцев развилась бы эта болезнь, если бы мы все доживали до ста лет. По мере старения мировой популяции проблема деменции возрастает. В настоящее время ею охвачено 24 миллиона людей во всем мире, и к 2040 году ожидается цифра в 81 миллион.

Генетический фактор оказывает определенное влияние на нашу подверженность деменции, особенно на возраст ее появления. Учеными было найдено около дюжины генов, являющихся факторами риска или защиты от этой болезни, но один из них — ген АроЕ, обладающий более сильным эффектом, чем все остальные, взятые вместе. В среднем люди с двумя копиями формы риска гена АроЕ заболевают на 15 лет раньше, чем те, у кого защитная форма этого гена. Множество факторов, которые в течение нашей жизни влияют на функционирование мозга во время нормального старения. также имеют отношение и к болезни Альцгеймера. Как уже было сказано, эффективной защитой являются физические упражнения. Также на уменьшение вероятности возникновения этого заболевания влияют образование, регулярное употребление умеренного количества красного вина (но не пива и не крепкого ликера) и использование продающихся без рецепта обезболивающих с препятствующим свертыванию крови эффектом (например, аспирин или ибупрофен). В целом можно сказать, что улучшение функционирования нашего мозга приводит к повышению его сопротивляемости различным проблемам, в том числе и деменции.

Однако некоторые функции мозга не особенно меняются с возрастом. Понимание речи не становится хуже и может даже улучшаться с годами. Словарный запас — другая область, которая не затрагивается временем. Профессиональные и физические навыки тоже обычно остаются, особенно если продолжать практическую деятельность. Есть данные о том, что ученые разработали специальные упражнения для компенсации возрастного ослабления когнитивных способностей. Б целом время обычно щадит все то, что было хорошо выучено в молодости. Хорошая новость в том, что у пожилых людей есть одно преимущество перед молодыми: они лучше контролируют эмоции. Количество негативных эмоций уменьшается с возрастом, и где-то к 60 годам их становится совсем мало, тогда как позитивные эмоции остаются на прежнем уровне. Становясь старше, люди спокойнее воспринимают негативные события и забывают про те, с которыми сталкивались в прошлом. Плохое настроение в пожилом возрасте проходит быстрее, и людям меньше хочется браниться или вести себя деструктивно в расстроенном состоянии.