| |
|
В настоящем материале рассказывается о
фундаментальных результатах многолетних исследований клеток головного
мозга, которые радикально меняют представления о возможностях головного
мозга. Эти результаты - ведут к настоящей революции в физиологии,
психологии и педагогике. Эти данные легли в основу новой
периодизации (стадий) обучения - классмиров, используемой в системе
МИР.
Последнее
десятилетие ХХ века не для красного словца называют "Десятилетием мозга".
Девяностые годы ознаменовались крупными открытиями в науках о мозге, а
одно из них можно без обиняков назвать выдающимся и даже революционным.
Оно стоит в одном ряду с такими событиями в нейрофизиологии, как открытие
специализации полушарий, сделанное около 40 лет назад Роджером Сперри, или
открытие нейронной структуры нервной системы, совершенное в конце ХIХ века
Сантьяго Рамоном-и-Кахалем.
Оказывается, мы не
рождаемся с готовым мозгом. Точнее, с готовым, окончательным количеством
нейронов. Они вырастают у нас в любом возрасте, хоть в 80 лет. Так что все
эти разговоры, будто каждый год у нас в мозгу безвозвратно отмирает по
миллиону нервных клеток и будто бы "нервные клетки не восстанавливаются" -
все это абсолютная чепуха, которую кто-то давным-давно придумал и
неизвестно зачем внушил легковерному человечеству.
В продолжении
многих десятилетий считалось аксиомой, что человек появляется на свет
сразу со всеми своими мозговыми клетками. "В костях и коже клетки делятся
и размножаются, отчего ткани и растут. В кровеносной системе и во всяком
органе - тоже, и только клетки мозга не делятся и не обновляются, а живут
данной раз и навсегда какой-то монашеской жизнью. Единственное, на что они
способны, это на установление новых связей между собой при помощи
мельчайших отростков-дендритов и особых зон контакта - синапсов. А в
остальном - одно повальное отмирание".
И вот все это
сегодня решительно пересматривается, и мы как раз присутствуем при
болезненной ломке устоявшихся взглядов. Факты, которые приводят
открыватели нормальной жизни мозговых клеток - их рождения, роста,
размножения и умирания - факты эти слишком очевидны, чтобы их можно было
не замечать, и, тем более, отвергать. И сторонники традиционной теории их
не отвергают. Они только утверждают, что эти факты их пока не убеждают,
что им требуются доказательства повесомей. Энтузиасты нового подхода не
возражают: в доказательствах любой весовой категории у них нет недостатка.
Мортен Раастад,
невролог из университета в Осло, большой знаток истории науки, говорит,
что ситуация, подобная нынешней, складывалась в науке не раз, так что
однажды даже деликатнейшему Максу Планку пришлось воскликнуть публично: "
Чтобы новая теория утвердилась окончательно, нужно, чтобы все сторонники
старой теории вымерли"!
Раастад вспоминает
открытие радиоактивности, когда 1 марта 1896-го года Анри Беккерель
обнаружил, что фотопластинки, завернутые в черную бумагу, потемнели.
Резерфорд, Содди и Рамзай довольно быстро догадываются, что Беккерель
обнаружил новый вид энергии, обязанный своим происхождением превращению
атомов. Но ни Мария и Пьер Кюри, ни лорд Кельвин, ни Менделеев знать об
этом не хотят. "Уран, - говорят они, - запасается энергией из воздуха".
Полемика продолжается десять лет!
А расщепление того
же урана! Расщепили его в 1934-м году, в Риме, а лаборатории Ферми, но не
поняли, в чем дело. Лишь химик Ида Ноддак предположила, что уран,
очевидно, распался на ядра каких-нибудь изотопов. Итальянцы не стали
слушать ее, а немецкий радиохимик Отто Ган заявил, что раскалывание ядра
урана на изотопы - абсурд. Через два года расщепление наблюдали в
Швейцарии, но решили, что это не реакция, а каприз аппаратуры. В мае
1938-го года в лаборатории у Ирен Жолио-Кюри при бомбардировке урана
получился лантан - элемент, атомный вес которого на сто единиц меньше веса
урана. Неужели уран раскололся пополам? Не может быть! Через несколько
недель реакцию провели Ган и Штрассман. Ган больше не утверждал, что
расщепление ядра - абсурд, но и поверить в это не решался. Вместе со
Штрассманом они написали срочное сообщение в журнал "Naturwissenschaften".
Много лет спустя Ган вспоминал, что после того, как он опустил конверт в
почтовый ящик, ему захотелось вытащить его обратно.
Историки считали,
что сопротивление очевидному поддерживалось в случае с расщеплением
атомного ядра самим словом "атом", что означает "неделимый". В случае же с
мозгом все упиралось в эксперимент. Аксиому время от времени все же
подвергали проверке, но ничего противоречащего ей не находили. В середине
60-х годов бельгийский невролог Паско Ракис исследовал мозг макак и не
нашел в нем ни одной клеточки, которая появилась бы после рождения
животного. Нет у макак, значит, нет и у других приматов, в том числе, и у
человека, заключил он, и все с ним согласились.
Не успел доктор
Ракис объявить о своих результатах, как его концепции был нанесен первый
чувствительный удар. У взрослых крыс в гиппокампе обнаружены были новые,
только что появившиеся клетки. Гиппокамп - это подкорковая структура, где
прежде всего формируется запоминание вещей и мест. Вскоре ученые заметили,
как новые клетки появляются и в обонятельной луковице - органе
распознавания запахов.
 |
- |
Откуда же берутся
эти новые клетки? Оказалось, что из двух так называемых желудочков - полых
углублений в мозгу. Там, в желудочках, находятся столовые клетки, или
клетки - предшественницы, которые дают начало нейронам всех типов и
клеткам глии, окружающей и питающей наше серое вещество.
Новые клетки
появлялись у крыс не просто так, без всякой причины, а под воздействием
таких провоцирующих обстоятельств, как обучение какому-нибудь навыку,
телесные повреждения или даже инфекция. Затем такие же клетки были
обнаружены в мозгу у мышей, кроликов, морских свинок. Вырастали они и у
канареек, когда им наступало время учиться новым песням, и у гаичек, когда
им надо было запомнить, где они прятали на зиму свой немудреный корм.
В 1997-м году
Элизабет Гульд, принстонский невролог, обнаруживает нейрогенез, то есть
формирование нейронов, в гиппокампе у древесных землероек и мартышек.
Спустя год Фред Гейдж, невролог из Института Солка в Ла Холле, в
Калифорнии, показывает, как благодаря стимуляции количество нейронов в
мышином гиппокампе увеличивается на 15 процентов. И приходят эти нейроны
все из тех же желудочков.
Гейдж думает, что
нейрогенез может идти не только в гиппокампе, но и в других частях
головного мозга, и даже в спинном мозгу. Может быть, подобно коже, и
головной мозг постоянно сам себя ремонтирует и обновляет, и лишь при
серьезных повреждениях его ремонтная служба оказывается бессильной. То,
что дело не должно ограничиваться гиппокампом, подтверждают последние
опыты Элизабет Гульд. С помощью химических индикаторов она увидела, как в
мозгу у макак клетки, рожденные в желудочках, добрались до тех зон коры,
которые отвечают за язык и долговременную память и включились в уже
существующие цепочки нейронов. Но все это у животных, а где же человек?
К человеку приводят
ученых совершенно необычные обстоятельства, вполне пригодные для
детективной повести. Лет 20 тому назад молодой врач Уильям Шенкл,
проходивший практику в Бостонском университете, обратил внимание на груду
сваленных в коридоре картонных коробок. Шенкл заглянул в одну из них и
ахнул. В ней оказались образцы мозговой ткани и слайды из коллекции
доктора Джесси Конела. Шенкл попросил коробки не выбрасывать, а подарить
ему. Вскоре он уже погрузился в чтение восьми томов, которые успел издать
покойный Конел, и в которые до Шенкла никто не заглядывал, и его взору
предстала следующая картина. Конел, работавший неврологом в детской
больнице в Бостоне, изучал мозг детей, умерших от несчастных случаев и
болезней, не затрагивавших мозг. Ему удалось сделать более 4 миллионов
измерений нейронов у детей в возрасте от нескольких дней до 6 лет.
Измерения велись с
1939-го года по 1967-й. Компьютера у Конела не было, и подсчитать все
нейроны он не мог, он очень точно описал все вертикальные колонки нейронов
в каждой из 35 областей мозга, относящихся к каждому возрасту. В те годы
нейрофизиологи только начинали понимать, что многое в высших функциях
мозга определяется строением этих колонок, но доктор Конел уже положил
этот принцип в основу своих исследований.
Уильям Шенкл,
теперь уже не столь молодой невролог, решил у себя, в Калифорнийском
университете, в Ирвине, повторить или, лучше сказать, перепроверить все,
что сделал Конел, не мечтавший о такой технике, которая теперь была в
руках у его последователя. Удивительную вещь обнаружил Шенкл: у детей со
дня появления на свет и до трех месяцев число нейронов вырастало примерно
на треть, причем во всех 35 областях мозга. Но потом, между 3 и 15
месяцами оно опускалось до первоначального уровня. Пропала треть нейронов!
Затем число нейронов резко возрастало, и к 6 годам удваивалось. Шенкл
предполагает, что рост мозга, хотя и в медленном темпе, продолжается до 21
года.
"Мозг растет не
благодаря тому, что увеличиваются существующие колонки, а благодаря тому,
что прибавляются новые", - говорит Шенкл. Быстрым ростом мозга в детстве и
динамичными переменами в его строении можно объяснить тот загадочный факт,
что дети, лишившиеся даже целого мозгового полушария, живут потом более
или мене нормальной жизнью.
К измерением,
которые провел Конел и повторил на компьютерном уровне Шенкл, придраться
трудно. Но скептики все еще придираются. "Может, это не нейроны растут, -
возражают они, - а глиальные клетки, их питающие. Надо еще раз как следует
проверить, да и откуда им взяться, нейронам"? "Оттуда же, откуда и у всех
- из мозговых желудочков", - отвечает скептикам Стивен Голдман, невролог
из Корнельского медицинского центра в Нью-Йорке. Только что Голдман
исследовал образцы ткани, извлеченной из мозга больных эпилепсией, и
обнаружил в желудочках мириады клеток-предшественниц, готовых превратиться
в нейроны. "Мне кажется, - добавляет он, - настала пора подумать не о том,
существует ли все это на самом деле, а о том, что можно извлечь из этого
для медицины"!
Упражнения весьма актуальны не только для поддержания хорошей
физической формы, но способны также стимулировать мозговую активность. По
крайней мере, к таким выводам пришла группа ученых под руководством Фреда Гейджа
из Калифорнии, которая изучала скорость возникновения новых нервных клеток в
мозгу у мышей. В группе, в которой мыши активно осваивали лабиринты, количество
новых клеток головного мозга вдвое превышало аналогичный показатель для мышей,
ведущих малоподвижный образ жизни. Ученые объясняют этот эффект не в последнюю
очередь усилением притока крови к тканям головного мозга. Однако остается
неясным, какая активность в данном случае имеется в виду, - ведь у животных в
эксперименте отделить физическую активность от психической достаточно сложно.
Поэтому непонятно, что же нужно делать людям для обрастания новыми мозгами:
крутить велосипед или же решать кроссворды?
|
|
|