Быстрое формирование нейронных ансамблей.
Третий основной фактор, способствующий нейропластическому излечению, обусловлен уникальными свойствами нейронов, отличающими их от других клеток. Нейроны обычно работают большими группами, передавая электрические сигналы по широко распространенным сетям внутри мозга. Эти сети постоянно перестраиваются в новые «нейронные ансамбли», как говорят Сьюзен Гринфилд, Джеральд Эдельман и другие неврологи. Это особенно справедливо для осознанной деятельности. Поскольку ни один осознанный умственный акт не бывает в точности похож на другой, при каждом таком акте возникают немного разные комбинации нейронов, обменивающихся сигналами. Таким образом, пока человек проживает день, его мозг формирует, расформировывает и переформировывает новые нейронные сети в процессе своей нормальной деятельности. В этом отношении живой мозг является противоположностью сконструированному механизму с жестко заданными параметрами и электрическими цепями, которые могут выполнять лишь ограниченное количество заранее предусмотренных действий. Механизмы обычно каждый раз выполняют одно и то же действие совершенно одинаково.
Однако нейрон или группу нейронов можно использовать для разных целей; это показатель того, насколько гибкими бывают нейронные сети. В 1923 году ученый и невролог Карл Лэшли обнажил моторную кору мартышки и стимулировал ее в конкретном месте с помощью электрода. Он наблюдал за вызванным движением, а потом зашивал место трепанации.
Через некоторое время он повторил эксперимент, стимулируя животное в том же самом месте, и обнаружил, что двигательная реакция часто изменяется. По выражению Эдвина Дж. Боринга, великого историка психологии из Гарварда, «Сегодняшняя карта восприятия завтра уже не будет достоверной».
Работа Лэшли породила надежду, что если одна нейронная сеть была повреждена, то возможно, сформируется другая, которая заменит ее.
Ученые когда-то полагали, что конкретные воспоминания или навыки обрабатываются в отдельных небольших участках мозга, но Лэшли продемонстрировал, что зачастую это не так. Его самые знаменитые эксперименты были связаны с обучением животного (например, крысы) выполнению сложной деятельности с целью получить вознаграждение. Потом он повреждал ткань мозга в той части коры, которая считалась ответственной за обработку этого навыка. Как ни удивительно, животное по-прежнему могло выполнять задачу, хотя процесс становился более долгим или менее точным.
Вопрос о том, почему это происходит, остается открытым для интерпретаций, но на основании работы Лэшли ученые сделали вывод, что многие навыки привлекают к работе более широко распределенные нейронные сети, чем считалось раньше. Также было показано, что эти сети обладают высоким запасом прочности, поскольку при удалении их частей животное по-прежнему справлялось с поставленной задачей[117].
Обычным людям следует помнить об одном – возможно, шокирующем – обстоятельстве. Достоверно установлено, что психическая деятельность, включая умственную, соотносится с нейронной активностью, и что при обучении формируются новые связи между нейронами. Но когда неврологи ради краткости говорят, что «наши мысли находятся в наших нейронах», они радикально переоценивают научные доказательства. Сказать, что при появлении мыслей нейроны активизируются и образуют связи между собой, равнозначно описанию двух одновременно происходящих событий. Но неврологи на самом деле не знают, где именно «зашифрованы» мысли. Они не могут сказать, существуют ли мысли в отдельных нейронах (крайне маловероятно), в связях между нейронами, или же они распределены по всему мозгу. Эта загадка разума остается нерешенной[118].
Судя по всему, Лэшли был первым, кто предложил интересную альтернативу: навыки и способности к обучению зашифрованы не в отдельных нейронах и даже не в связях между нейронами, а в кумулятивных электрических волновых паттернах, которые являются результатом совместного срабатывания большого числа нейронов. Эта важная гипотеза была поддержана нейрохирургом и неврологом Карлом Прибрамом[119], который разработал блестящую теорию о том, как мозг кодирует данные сенсорного восприятия.
Давайте представим, что функции мозга – такие как мысли, воспоминания, навыки и ощущения – зашифрованы не в отдельных нейронах, но в схемах, или паттернах, генерируемых разными сочетаниями нейронов. (По аналогии, такие паттерны похожи на музыкальное произведение, а нейроны – на музыкантов оркестра, который его исполняет.) Потеря некоторых нейронов в результате гибели или болезни не обязательно приводит к утрате психической функции при условии, что сохраняется достаточное количество нейронов для генерирования этих паттернов. (В продолжение музыкальной аналогии, если одному члену секции струнных инструментов становится плохо, представление может продолжаться, если его дублер имеет доступ к партитуре.)
Так или иначе, многое из того, что мы считаем своей внутренней сущностью, не содержится в отдельных нейронах, весьма похожих друг на друга. Конкретное понимание того, «кто мы есть», относится к нашему закодированному опыту, хранящемуся в генерируемых нашим мозгом энергетических паттернах. Закодированные паттерны опыта часто могут переживать структурные повреждения мозга[120].
Этапы исцеления.
Я наблюдал несколько этапов нейропластического исцеления. Как правило, они следовали в перечисленном ниже порядке, но так бывало не всегда; некоторым пациентам достаточно пройти только некоторые этапы, тогда как другие должны пройти полный цикл.
Коррекция общих клеточных функций нейронов и глии. Это единственный этап, не имеющий прямого отношения к «связыванию задач» – высокоспециализированной способности нейронов соединяться и общаться друг с другом, – но сосредоточенный на общем здоровье нейронов и нормализации клеточных функций, схожих с клеточными функциями других клеток организма. При многих нарушениях мозг становится «разобщенным», поскольку нейроны и глия пострадали от воздействия внешних факторов (таких как инфекция, токсины, тяжелые металлы, пестициды, наркотики или пищевые аллергены) либо в результате нехватки ресурсов, например, определенных минералов. Эти базовые проблемы лучше корректировать до перехода к следующим этапам, чтобы они были максимально эффективны.
Стадия общего клеточного восстановления особенно важна при терапии аутизма и нарушений обучения, а также, к примеру, для понижения риска слабоумия. Она применяется и к различным психическим расстройствам. Я видел, как пациенты с депрессией, биполярным расстройством личности и синдромом дефицита внимания добивались значительных успехов, избавляясь от токсинов и определенных видов продуктов, таких как сахар и злаки, к которым они были наиболее чувствительны.
Многие из этих действий влияют на глиальные клетки, которые составляют 85 % всех клеток мозга. Мозг имеет собственную защиту, называемую гематоэнцефалическим барьером. Этот барьер защищает его от проникновения «непрошеных гостей», но не имеет лимфатической системы[121] – системы сосудов, чрезвычайно важных для работы иммунной системы и лечения других органов тела. Вместо этого маленькие «микроглиальные» клетки защищают мозг от вторжения чужеродных микроорганизмов и являются одним из уникальных инструментов защиты и восстановления мозга. Глия также поддерживает функционирование нейронов, выводя отходы их жизнедеятельности.
Нижеследующие четыре этапа направленно используют нейропластические способности мозга для изменения связей между нейронами и его «переподключением».
Нейронная стимуляция. Почти во всех методиках, описанных в этой книге, требуется определенный вид энергетической нейростимуляции. Свет, звук, электричество, вибрация, движение и мышление (которое активирует определенные сети) – все это требует нейронной стимуляции. Нейростимуляция позволяет пробудить латентные цепи в поврежденном мозге и приводит ко второй фазе процесса излечения: к улучшению способности зашумленного мозга регулировать и модулировать себя для достижения гомеостаза. Некоторые виды нейронной стимуляции используют внешние раздражители, другие виды являются внутренними. Обычное мышление, особенно при систематическом использовании, – это мощный метод стимуляции нейронов.
Когда мы думаем о чем-либо, в мозге «включаются» определенные сети, в то время как другие «отключаются». Этот процесс лежал в основе методики Московица, методики визуализации хронической боли для избавления от нее (см. главу 1). Когда мысль активирует определенную нейронную сеть, то после срабатывания происходит приток крови к этой сети (этот процесс можно наблюдать при помощи МРТ, так называемый BOLD-эффект) для пополнения запаса энергии. Я считаю, что хотя «терапия вынужденного ограничения» Тауба, по сути, является коррекцией поведения в области моторных навыков, она требует огромных преднамеренных усилий и внутреннего планирования, поэтому подразумевает определенную нейростимуляцию на основе мышления[122]. (Она также включает последнюю фазу, нейронную дифференциацию и обучение.) Методика осознанной ходьбы Пеппера для построения новых нейронных сетей в его мозге является образцом внутренней нейростимуляции на основе мышления. Нейронная стимуляция эффективна для подготовки мозга к формированию новых сетей и преодоления выученной беспомощности в существующих функциональных системах. Упражнения для тренировки мышления, а также многие виды умственной практики, описанные в книге «Пластичность мозга», являются формами внутренней нейропластической нейростимуляции.
Нейронная модуляция