Англійська мова Міли Куніс і нейрони, що самоліквідуються: секрети нейропластичності

Наш мозок має дивовижні здібності змінюватися, пристосовуватися і обростати новими можливостями, коли цього вимагають умови довкілля. Нейробіолог Девід Іглмен пояснює, які біофізичні процеси визначають, як швидко ми запам'ятовуємо, забуваємо та засвоюємо нову інформацію, і як (і навіщо) допомагати мозку створювати нові нейронні зв'язки.

Нейробіолог Девід Іглмен викладає в Стенфорді, читає лекції на TED Talks, є автором і ведучим документального серіалу PBS «Мозок з Девідом Іглменом», керує заснованим ним стартапом Neosensory, а ночами пише бестселери про те, як влаштовані пам'ять і мозок, як люди, позбавлені зору чи слуху, можуть навчитися бачити з допомогою язика чи чути з допомогою шкіри, і навіть яка природа нічних сновидінь.

Книга «Живий мозок»

Дивовижні факти про нейропластичність та можливості мозку», де він дає відповіді на всі ці питання. Forbes публікує уривок, присвячений тому, як пластичність мозку змінюється з віком і чому вже після шести років «грунтові шляхи в мозку перетворюються на заасфальтовані шосе» і вчитися новому стає все важче (але все одно треба це робити).

Про скрипача Іцхака Перлмана розповідають таку історію. Після одного з концертів захоплений шанувальник вигукнув: «Я віддав би життя, щоб так зіграти».

На що Перлман відповів: Я і віддав.

Щоранку Іцхак піднімається з ліжка о 05:15. Після душу та сніданку він присвячує чотири з половиною години ранковій репетиції. Потім обідає, виконує комплекс обов'язкових фізичних вправ, за чим слідує післяобідня репетиція, теж тривалістю чотири з половиною години. Такого розпорядку Перлман неухильно дотримується цілий рік, за винятком днів, коли виступає: у день концерту він репетирує лише вранці. Схема нейронних зв'язків з часом починає відображати ваше заняття, і тому кора мозку у музикантів, що постійно репетирують, змінюється — настільки, що при нейровізуалізації це помітно неозброєним оком. Якщо вдивитися в ділянку моторної кори, що відповідає за рух рук, відкривається щось дуже цікаве: у музикантів на цій ділянці звивина утворює складку, якої не буває у немузикантів, формою вона нагадує грецьку букву омега (Ω). Тисячі годин практики фізично змінюють мозок музиканта.

Перлман просто констатував факт із власного життя: хочеш досягти досконалості в одній справі, зачини двері для всіх інших. Життя у вас одне, і справа, якій ви збираєтеся присвятити себе, поведе вас своїми дорогами, але при цьому решта всіх шляхів назавжди залишиться необізнаними. Ось чому епіграфом до цієї книги я вибрав одне з моїх улюблених висловлювань Мартіна Гайдеггера: «Кожна людина народжується подібною до багатьох, але вмирає неповторною».

Що з точки зору ваших нейронних мереж означає розвинути шаблон та звичку? Уявимо два містечка, що віддаляються одне від одного на кілька кілометрів. Люди, які бажають потрапити з одного містечка в інше, рухаються всіма доступними шляхами: одні — мальовничими гірськими кручами, інші — дорогою навколо пагорбів, треті сплавляються по порожній річці, сміливці ж готові ризикнути, але заощадити час і тому пробираються навпростець через дрімучі ліси. З часом накопичується дорожній досвід, і одні маршрути стають кращими за інші. Зрештою з усіх маршрутів виділяється обраний більшістю мандрівників і стає загальноприйнятим. Через якийсь час місцева влада прокладає цим маршрутом шосейні дороги, а через кілька десятиліть перебудовує їх в автостради. Велика різноманітність варіантів зводиться до одного стандартного маршруту.

Аналогічно мозок починає свою життєву подорож з безлічі шляхів через нейронні мережі; згодом виділяються ті, що практикуються найчастіше, звичні шляхи, відступати від яких що далі, тим важче. Невикористані шляхи стоншуються, поки не зійдуть нанівець. Нейрони, які так і не знайшли собі застосування, тихо самоліквідуються. Десятиліття життєвого досвіду фізично підлаштовують мозок під навколишню реальність, і рішення, які ви приймаєте, слідують стійкими, але вже добре накатаними шляхами. Позитивна сторона тут у виробленій вами здатності блискавично вирішувати проблеми. Негативна – вам важче приймати нетривіальні рішення, складно випустити на волю буйну фантазію та проявити винахідливість.

Менша гнучкість більш дорослого мозку зумовлена ​​ще однією причиною, крім зменшення числа альтернативних шляхів: зміни в ньому захоплюють лише невеликі ділянки. На відміну від дорослого, у дитячому мозку зміни зачіпають великі території. Використовуючи системи трансляції, подібні до ацетилхолінової, немовлята передають сигнали по всьому мозку, що дозволяє змінюватися провідним шляхам і нейронним зв'язкам. Мозок дитини мінливий, він набуває чітких обрисів так само поступово, як проступає зображення на полароїдному знімку. Дорослий мозок змінюється лише трохи за раз. Більшість нейронних зв'язків у ньому зберігають непорушність, чіпляються за засвоєні знання, і лише малі ділянки набувають гнучкості під впливом відповідної комбінації нейротрансмітерів. Дорослий мозок подібний до художника-пуантиліста, який лише додає відтінок окремим точкам майже готової картини.
Якщо вам цікаво, як це перебувати всередині дуже пластичного дитячого мозку, зауважу, що всі ми в дитинстві переживали цей стан, хоча і не можемо пам'ятати його. То як це відчувати себе податливим, немов віск, і при цьому бути здатним вбирати масу різноманітних нових вражень?
Ймовірно, ви наблизитесь до цього відчуття, якщо згадаєте моменти, коли ваші свідомість і пластичність включалися на повну потужність. Наприклад, подорожуючи незвичайною, незнайомою вам країною, ви повністю поглинені побаченим, переповнені враженнями, нестримно вбираєте нові знання та активніше розподіляєте увагу. А вдома ви, навпаки, набагато менш уважні і менш сприйнятливі, бо все довкола знайоме та передбачуване. Зате під час подорожей ваш погляд розкривається назустріч незвіданому, ви гостро відчуваєте новизну і ніби повертаєтеся у дитинство.

Відмінності дітей від дорослих очевидні, при цьому з точки зору нейробіології перехід з дитинства в дорослість відбувається не плавно, а швидше через двері, що різко відчинилися: ось вони відкриті, а тепер зачинилися. І після цього жодні великі зміни вже неможливі.

Пацієнту з енцефалітом Расмуссена на ім'я Метью видалили одну з півкуль мозку в дитинстві, і завдяки щоденним сеансам фізіотерапії та заняттям з логопедом хлопчик почав заново вчитися говорити. Півкуля мозку, що залишилася, взяла на себе всі функції, і зараз Метью живе абсолютно нормальним життям. Такого роду радикальне хірургічне втручання (гемісферектомія) зазвичай показана дітям віком не старше восьми років. Метью тоді було вже шість, він наближався до граничного для таких операцій віку. Старшій дитині довелося б все життя підлагоджувати виконувані завдання під свою половинку мозку, замість того, щоб покладатися на його здатність самому пристосовуватися до вирішення будь-яких завдань.

Мозок найбільш гнучкий на початку життя, поки відкрите тимчасове вікно, яке називають сенситивним, або чутливим, періодом. Як тільки цей період минає, нейронна картографія важче піддається змінам. Як випливає із випадків дітей, які з дитинства опиняються в ізоляції, дитячому мозку в сенситивний період потрібно постійно чути людську мову. Без цього вхідного потоку даних нейронам ніколи не навчитися схоплювати базові уявлення про мову.

А що відбувається, якщо дитина від народження страждає на глухоту, запитайте ви. А я відповім так: якщо батьки не скуплячись демонструють дитині мову жестів, її мозок утворює коректні зв'язки для такої комунікації. І крім того, глухе немовля пустить у хід рученята і «лепетатиме» ними в спробах повторити бачені у батьків знаки мови — так само, як лепече дитина з нормальним слухом, який чує навколо себе людську мову і пробує свої голосові зв'язки. Якщо малюк отримує із зовнішнього світу вхідні дані, які слід вловити і засвоїти, він робитиме це — за умови, що вони надходять у чутливий період. Але варто дверям зачинитися, і все осягати основи комунікації пізно.

Таким чином, для розвитку здатності до спілкування, а також до засвоєння нюансів мови, включаючи акцент, існує певне тимчасове вікно. Наприклад, у промові актриси Міли Куніс іноземний акцент непомітний, коли вона говорить американською англійською, хоча народилася і до семи років жила в Україні, не знаючи англійською ні слова. Протилежний приклад — Арнольд Шварценеггер, який з двадцяти років перебуває в Голлівуді і обертається в американській кінематографічній тусовці, проте без жодної надії вижити австрійський акцент. З погляду зрілості мозку він занадто пізно почав розмовляти англійською.

Загалом, потрапивши в нову країну в перші сім років життя, ви говоритимете мовою цієї країни так само швидко, як її жителі, оскільки ваше вікно чутливості до звуків, що надходять, все ще відкрито. Якщо ви іммігрували у віці від восьми до десяти років, вам буде важче асимілюватися в плані мови, але говорити ви будете майже без акценту. А якщо ви переїхали в іншу країну віком більше десяти років, у вас, як у Арнольда, швидкість мови, швидше за все, так і залишиться рівнем нижче, і до того ж збережеться акцент, який видає ваше походження. Здатність засвоювати звукові звичаї іншої культури відкрита приблизно перші десять років життя.

Для виправлення вродженої косоокості використовують такий метод: на здорове око поміщають накладку, а слабкому дають можливість відвоювати відкорковану сильним оком кортикальну територію. Але зауважте, що закривати здорове око має сенс лише в сенситивний період — до шести років, а інакше буде пізно: зір уже ніколи не піддасться відновленню.
По досягненні шести років ґрунтові шляхи в мозку перетворюються на заасфальтовані шосе і жодних змін вже не допускають.

Те саме стосується сліпоти. Найбільше захоплення зорової кори сусідами-конкурентами спостерігається у сліпонароджених, меншою мірою — у тих, хто втратив зір у ранньому дитинстві, і ще меншою — у людей, що осліпли в пізніші роки життя. Мозок з більшою легкістю обробляє вхідні дані, що змінилися більш ранньому періоді. Цей принцип можна і з позицій продуктивності. Чим більше захоплення зорової кори, тим краще індивід здатний запам'ятовувати списки слів, оскільки колишня кора тепер частково переключена на поліпшення запам'ятовування. Встановлено, що здатність до запам'ятовування найбільше розвинена у незрячих від народження. Другими за силою пам'яті виступають ті, хто втратив зір у ранньому дитинстві, а найменші успіхи спостерігаються у людей, які втратили зір у пізнішому віці. Тимчасовий фактор відіграє тут велику роль.

Ці знання дуже важливі для хірургів, коли вони оцінюють можливі варіанти лікування. Хірургічне втручання з метою усунення закупорки судин ока може призвести до різних результатів залежно від віку пацієнта: ті, хто молодший, здатні легко відновлювати зорове сприйняття, а для пацієнтів старшого віку такий результат нетиповий. Справа в тому, що у людей, які тривалий час позбавлені зору, повторне підключення потоку візуальних даних у потиличну кору в ряді випадків порушує нормальну роботу дотикової та слухової систем.

Вплив часових рамок розвитку виявлено на всі органи чуття. Пам'ятаєте, як підлаштовується карта тіла, якщо індивід втрачає палець або коли дитина починає навчатись грі на новому музичному інструменті? Загалом подібні зміни більшою мірою відбуваються у молодому мозку, ніж у віковому. Як Міла Куніс, зобов'язана своєю чистою промовою тому, що вивчила англійську мову у сім років, так і Іцхак Перлман став видатним скрипалем, тому що з ранніх років тримав у руках скрипку. Почніть ви грати на скрипці у підлітковому віці, вам нізащо не вдалося б піднятися до рівня видатного виконавця. Навіть якщо ви виявите чудеса старанності і репетируватимете стільки ж, як і Іцхак Перлман, ваш мозок все одно стане відставати: до моменту вашого першого юнацького піццикато він вже занадто зміцнився, щоб гнучко змінюватися.

Набуття зору, мови і скрипкової майстерності визначається нормальним припливом вхідних даних зі світу, і якщо дитина вчасно не отримує їх, пізніше засвоїти цю інформацію вона вже не зможе. Здібності вчитися мови, добре бачити, ефективно спілкуватися, нормально ходити і правильно розвивати мозок обмежені в часі дитячими роками — після певного моменту ці здібності втрачаються. Мозку необхідно отримувати та засвоювати належні вхідні потоки протягом належного тимчасового вікна, і тоді в ньому вишикуються найбільш корисні зв'язки.

Внаслідок зниження гнучкості мозку на нас сильно впливають події, що відбувалися у дитинстві. Як цікавий приклад розглянемо кореляцію між зростанням людини та розміром її заробітної плати. У Сполучених Штатах розмір заробітної плати чоловіків збільшується на 1,8% за кожний додатковий дюйм зростання. Найпоширеніше пояснення: це результат дискримінації на практиці найму — всі хочуть отримати в штат цього високого хлопця, тому що він помітний і привертає загальну увагу. З'ясовується, однак, що причина лежить набагато глибше: найкращим індикатором розміру майбутньої зарплати є зростання юнака у 16-річному віці. Якою б каланчею він потім не вимахав, ні найменшої ролі у його майбутньому заробітку це не зіграє. Як ми це зрозуміли? Можливо, вся річ у відмінностях раціону харчування? Ні: коли вчені вираховували кореляцію зарплати зі зростанням у 7 та 11 років, вона виявлялася досить невисокою. Навпаки, саме в підлітковому віці встановлюється соціальний статус, і в результаті те, ким ви станете, залежить від того, ким ви були в юнацтві. Насправді, як показують лонгітюдні дослідження тисяч дітей до досягнення ними дорослого віку, соціально орієнтовані професії, скажімо, продажу чи керівництво іншими людьми, найбільше корелюють із зростанням у юнацтві. На інші професії, наприклад, робітники чи творчі, юнацьке зростання впливає менше. І, до речі, ставлення до вас людей у ​​роки становлення значною мірою визначає вашу манеру поведінки у плані самоповаги, впевненості у собі та лідерських якостей.
Ось приклад: статки медіазірки Опри Вінфрі сьогодні $2,7 млрд — і тому трохи дивуєшся, коли повідомляють, що в ній глибоко сидить страх бездомності та безгрошів'я. Але ці побоювання пов'язані з пройденим нею шляхом, який зрештою привів її на вершину успіху. Майбутня теледіва Опра починала дівчиськом із бідної родини в штаті Міссісіпі і була дочкою матері-одиначки, яка народила її, будучи ще підлітком.

Як зауважив 2400 років тому Арістотель: «Звички, вироблені в нас у дитинстві, не такі вже й невинні; швидше навпаки, вони вирішують все».