Как лондонские таксисты помогли раскрыть секреты работы мозга — Мария Володина

Еще в середине XX века считалось, что мозг взрослого человека остается неизменным, что нервные клетки могут лишь умирать. Однако современные исследования доказали: наш мозг, его структура, его функционирование могут меняться под воздействием опыта. Это свойство называется нейропластичностью.

Мария Володина, нейрофизиолог, научный сотрудник Центра биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ, кандидат биологических наук, рассказала об этом свойстве мозга:

— Самое известное исследование нейропластичности провели британские ученые (результаты опубликованы в 2000 г.). Они сравнили МРТ мозга лондонских таксистов — людей с большим опытом навигации, натренированным пространственным мышлением и памятью, с результатами тех, кто не водит такси. У таксистов был обнаружен значительно больший объем заднего гиппокампа, коррелировавший с количеством времени, проведенным в профессии. Эти данные подтвердили, что задний гиппокамп хранит пространственное представление, что он может расширяться у людей, зависящих от навигационных навыков. И, если брать шире, что мозг способен меняться в ходе тренировки той или иной функции: область, которая за нее отвечает, может увеличиваться.  

Как работает нейропластичность

Основные функциональные клетки мозга — нейроны. Нейрон состоит из тела, отростков–дендритов и одного аксона. Нейроны могут соединяться друг с другом, формируя нервные сети. Через дендриты в нейроны приходит информация, а через аксон она передается следующей клетке. Место контакта между двумя нейронами называется синапс. Он служит для передачи нервного импульса между двумя клетками.

На этом изображении слева показан нейрон, который передает информацию, справа — который ее принимает. В нейроне слева есть пузырьки с нейротрансмиттерами — молекулами, синтезируемыми в нервной клетке и реализующими потенциал действия. В определенных ситуациях они могут выбрасываться в пространство между двумя клетками (в так называемую синапсическую щель) и потом связываться с рецепторами, которые расположены на поверхности клетки справа. В зависимости от нейротрансмиттера клетка может возбуждаться, тормозиться, могут запускаться разные внутриклеточные механизмы, в частности, синтезироваться новые белки.

В ходе жизни эффективность передачи сигналов от одной клетки к другой может меняться, количество нейротрансмиттеров может увеличиваться или уменьшаться. Может изменяться структура и объем клетки, количество отростков, рецепторов. Все это важно для формирования новых нейронных связей.  

Что влияет на нейропластичность

Физическая активность

Регулярные занятия спортом оказывают положительный эффект на наши когнитивные способности. Физическая активность помогает улучшать память, повысить эффективность обучения, скорость реакции и обработки информации. И, что особенно важно в ситуации увеличения доли пожилого населения, снизить риск возрастных когнитивных нарушений — ухудшения памяти, способности принимать решения и пр.

Если в среднем возрасте человек поддерживает физическую активность, вероятность появления этих нарушений у него через 20–30 лет будет ниже.

Результаты исследований показывают, что физическая активность способствует образованию новых клеток в гиппокампе, увеличению числа синапсов (связей) между клетками и улучшению их функций.  

Позитивный эффект возникает при разумной физической активности. Спорт высоких достижений, экстремальные нагрузки (марафоны) могут тренировать определенные области мозга и функции, но в целом для организма это стресс. 

Новые впечатления

Книги, поездки, новые способы выполнять привычные действия. Меняйте маршруты, пробуйте писать левой рукой, если вы правша, пробуйте открывать дверь правой рукой, если обычно открываете левой. Сначала вам будет неудобно, но это поможет ежедневно тренировать мозг, формировать новые связи.

Обогащенная среда

Обогащенная среда — это среда, в которой присутствует большое количество сенсорных стимулов. Это могут быть предметы, которые можно трогать, вкусы, запахи, новые устройства. Объектами исследований, связанных с обогащенной средой, выступали животные и дети, но их выводы можно проецировать и на взрослых. Если объект живет и развивается в обогащенной среде, увеличивается образование нервных клеток, отростков нервных клеток, образуются новые синапсы.

Обогащенная среда и новые типы активности способствуют и восстановлению функций после инсультов и черепномозговых травм.

»»» Читайте также: «Мы действуем против природы. Но борьба с инсультом — правильная, и мы в ней побеждаем»

В то же время может возникнуть сенсорная перегрузка. Слишком большое количество стимулов — стрессогенный фактор. Это слишком тяжело для мозга, после определенного объема нагрузки он отказывается обрабатывать информацию. Такое состояние может возникнуть, если вам приходит масса оповещений в рабочие чаты, в то же время кто-то из домочадцев требует вашего внимания, а еще звонят в дверь. Важно замечать приближение такого состояния. 

Нейроинтерфейсы

Нейроинтерфейсы стали доступны пользователям относительно недавно. Их можно разделить на две группы. К первой относятся устройства, которые непосредственно влияют на мозг. Это может быть транскраниальная (действующая через череп) магнитная стимуляция или транскраниальная электростимуляция.

Магнитную стимуляцию используют в клиниках для диагностики. С ее помощью мы можем активировать какую-то область коры и понять, за что она отвечает. Например, при подготовке к операции выявляются речевые центры. Устройства транскраниальной электростимуляции помогают влиять на возбудимость определенных областей мозга, ее можно уменьшать или увеличивать и таким образом влиять на память, помогать справиться с депрессией.

Ко второй группе относятся системы, позволяющие учиться управлять активностью мозга. Нейрофидбэк — технология, которая дает возможность увидеть активность мозга. Она предполагает использование устройства (шлема). Выделяется ритм или показатель, который хочется изменить. На мониторе визуализируется обратная связь в виде картинки, она меняется в зависимости от изменения состояния. Например, когда наш альфа-ритм (связан с расслабленным состоянием бодрствования, покоя) увеличивается, на экране вырастает и распускается цветочек. В этот момент человек понимает, что действует правильно: учится управлять своим альфа-ритмом.

Практики медитации и осознанности

Термин «медитация» очень общий, под него попадают комплексы, которые способствуют достижению разных эффектов. На это надо обращать внимание при выборе практик. Один из вариантов медитаций — медитация осознанности. Ее смысл состоит в том, что человек учится осознавать и воспринимать разные стимулы: дыхание, собственное тело. То есть, на чем-то концентрируется.

Положительные и отрицательные эффекты медитаций

Если вы читаете текст, в котором рассказывается, что с помощью медитаций можно излечиться от всех болезней и избавиться от всех бед, отнеситесь к нему критически. Дело не в том, что автор лжет, но, скорее всего, он суммировал выводы разных исследований.

В одном сообщалось, что в результате медитаций зафиксировано снижение депрессивности, в другом — повышение стрессоустойчивости, в третьем — укрепление восстановительных факторов. Обратившись к медитации, не стоит ждать, что у вас сразу проявится весь этот спектр положительных эффектов.

Механизмы, на основе которых достигается эффект медитаций

Если мы тренируем какую-то функцию, меняется структура и функция той области мозга, которая за нее отвечает. Если долго тренируемся чувствовать сердцебиение, улучшится функция области мозга, которая отвечает за интероцепцию — восприятие сигнала своего тела.

Другой интересный механизм — изменение на уровне восприятия и оценки приходящего стимула. Нас окружает огромное количество разной информации. Значительную часть этой информации организм расценивает как потенциально опасную и стрессогенную и запускает стрессорную реакцию. В целом, она помогает нам выживать: если мозг расценивает что-то как опасное, происходит активация симпатической нервной системы — той, что отвечает за реакцию «бей или беги». Если она запускается слишком часто или слишком долго длится, это приводит к ряду отрицательных последствий, включая воспаления, нарушение когнитивных функций.

Здоровая реакция выглядит так: что-то произошло, мы понимаем, что это событие нам не угрожает (шел по коридору, наступили на кусочек «Лего»), в этот момент стрессорная реакция останавливается, и мы переходим к конструктивной деятельности. Например, складываем игрушки в коробку.

Практики осознанности, умение вовремя замечать свои ощущения помогают тормозить стрессорную реакцию и таким образом снижать негативные последствия для организма.

Физиологические эффекты медитации

У людей, которые медитируют длительнее время, наблюдается изменение структуры мозга, его активности. Даже непродолжительный период практик приводит к изменению физиологического состояния.

Текст подготовлен на основе выступления на ReForum. В тексте использованы материалы из презентации спикера. 

Читайте также на DK.RU:

«В реабилитации чудо должно быть запланированным» — Андрей Белкин, «Человек года — 2023»

Как сохранить высокую активность мозга — нейробиолог Вячеслав Дубынин