Конечно, синапсы не могут усиливаться до бесконечности, иначе их просто зашкалит, и мозг потеряет способность приобретать новую информацию. Существует несколько уловок, которыми мозг пользуется для того, чтобы избежать этой проблемы, но самой простой является долговременная депрессия синапсов, основанная на частоте использования ослабленных синаптических связей. Синапсы ослабляются, если они активизируются в то время, когда принимающий нейрон не получает достаточной стимуляции для запуска потенциала действия. Другая уловка в том, что со временем новые синапсы могут формироваться, а старые — удаляться, что позволяет перераспределять связи.
Эти изменения, которые все вместе называют синаптической пластичностью, происходят проще в детстве. У взрослых синаптическая пластичность совершается легче в конкретных областях мозга — например, в гиппокампе (см. главу 23). У нашего мозга есть минимум дюжина известных науке способов изучения новой информации, в каждом из которых используется особое сочетание различных областей головного мозга. Например, изучение новых фактов и мест приводит к изменениям в нашем гиппокампе и коре, тогда как освоение новых танцевальных движений затрагивает мозжечок.
Ученые знают немало о путях перемещения сигналов и о молекулах, задействованных в процессе синаптической пластичности. Экспериментаторам удалось вывести мышей, которым было проще или сложнее обучаться, — просто потому, что у них не хватало одного гена в ДНК. Эти исследования позволяют предполагать, что изменение синапсов является одним из самых важных видов деятельности мозга. Существуют сотни генов, влияющих на обучение, и дюжины — от которых зависит общий интеллект. Обучение проходит по многим каналам, способным в случае необходимости заменять друг друга для того, чтобы организм не столкнулся с полной невозможностью обучения, что станет для него катастрофой.
Хорошо понятным и важным типом обучения является обусловливание страха — процесс научения пугаться стимулов окружающей среды, которые предсказывают скорое свершение неприятных событий. Типичный эксперимент по изучению появления страха выглядит приблизительно так: крысу помещают в незнакомую клетку, звучит сигнал, и затем крыса получает слабый удар током. Через несколько повторов крыса начинает предугадывать удар током и впадать в заторможенное состояние (типичная реакция грызуна на страх), услышав сигнал.
Повторение — мать учения, во всяком случае, нам так всегда говорили. Многие превосходные специалисты - от спортсменов до актеров учились начинать тренировки с мысленного представления желаемого результата. Повторяемая визуализация желаемого опыта может быть очень эффективным способом создания а мозге сильного психического образа.
К сожалению, многие люди пользуются той же стратегией, запоминая негативный опыт. Конечно, это происходит неосознанно, однако эффект от психического повторения точно такой же, стараетесь вы сознательно запомнить что-то или делаете это случайно, поскольку вы все время думаете о происходящих с вами плохих вещах. Некоторые доктора считают, что синдром посттравматического стресса (см. главу 17) частично вызван именно этим психическим повторением.
Лучшую стратегию несложно указать. Чтобы получить сильный психический образ того, чего вы хотите добиться, вам нужно не раз визуализировать это как можно подробнее. Если вас что-то огорчает и вы хотите забыть это, старайтесь поменьше вспоминать неприятный опыт. Особенно это относится к пугающим образам.
Этой стратегии бывает сложно придерживаться на практике. Можно попытаться отвлекать себя. Некоторые психологи рекомендуют носить на запястье аптечную резинку и щелкать ею каждый раз, когда незваная мысль приходит в голову. Или вы можете просто делать что-то, что кажется вам увлекательным, — заниматься командными видами спорта, слушать музыку или ходить на скачки. Возможно, стоит сказать своим друзьям и членам семьи, что вы решили больше не думать про эту проблему, и попросить их напомнить вам об этом решении при попытке снова поднять неприятную тему. Затем отправляйтесь делать что-то полезное или веселое, пока это доставляет вам удовольствие. Если назойливая мысль не пропадает, возможно, стоит посетить терапевта, как мы говорим в главе 17.
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.