Ландшафты мозга. Об удивительных искаженных картах нашего мозга и о том, как они ведут нас по жизни

К концу третьего триместра беременности все главные связующие пути в мозге уже сформированы[131]. Кора становится морщинистой, как изюм, так что может увеличиться еще в пять раз, но при этом все еще помещаться в мягких и подвижных границах черепа. Карты мозга уже готовы воспринимать мир, в котором ребенку вскоре предстоит жить. И все это до того, как ребенок вдохнул воздух, испытал вес собственного тела и ощутил на себе прикосновение прямых солнечных лучей. Означает ли это, что карты нашего мозга окончательно сформированы генами еще до рождения? Вовсе нет. Гены определили первый важный этап. Говоря метафорически, из глины они слепили сложную основу, на которой строится конечный продукт. Они обеспечили сырой материал и базовую структуру мозга и его карт. Но когда эта структура была заложена, мозг начал чувствовать окружающий мир и учиться. В этот важнейший период обучения происходят уточнения и даже перестройки карт мозга, которые сказываются на всей последующей жизни.

Изучение мира при появлении на свет

Во время пребывания в утробе матери мы получили некоторое представление о мире, в котором нам предстояло родиться. Мы в какой-то степени слышали голос матери, передававший информацию о ней и о языке, которым нам позднее предстояло овладеть. Ритм ее сердцебиений и то, как ее движения подталкивали нас, составляли важную часть нашего существования в состоянии плода. А в момент рождения нас ввели в мир, наполненный ощущениями. Наши сенсорные карты, сформированные генами и натренированные волнами, теперь оказались засыпаны данными о нашем новом мире и о том, как наилучшим образом использовать эту информацию.

Один из способов изучения влияния раннего опыта на карты мозга заключается в изменении окружающей среды или сенсорного опыта новорожденных животных. Существует несколько возможностей для изменения окружающей среды новорожденного. Можно добавлять в среду нечто, что обычно не воздействует на новорожденное существо, можно удалять что-то, что обычно присутствует, а можно делать и то, и другое одновременно. Эксперименты на животных показывают, что удаление или добавление чего-то в нормальную среду новорожденного может приводить к перестройкам его карт мозга с долгосрочными последствиями.

Во многих исследованиях роль раннего опыта анализировали по его влиянию на карты звуковых частот, таких как A1, в слуховой коре крыс. В отличие от новорожденных детей, новорожденные крысята ничего не слышат и не видят еще более недели после рождения. При рождении крысята имеют грубую карту частот A1 в области от 1000 до 32 000 Гц с очень слабо развитым участком для восприятия частот выше 32 000 Гц[132].

Ученые идентифицировали несколько типов ультразвуковых криков, включая сигналы дистресса на 22 000 Гц, которые крысы посылают при боли или приближении хищника, а также сигналы радости примерно на частоте 50 000 Гц, которые крысы издают при игре, спаривании или щекотке[133]. Сигнал дистресса заставляет других крыс замирать или убегать, а крики радости призывают собратьев крыс приблизиться и активируют в их мозге центры удовольствия. Как смех у людей, так сигналы на частоте 50 000 Гц усиливают социальное взаимодействие и укрепляют связи между крысами.

Когда примерно через 12 дней после рождения крысята начинают слышать звуки окружающего мира, среди этих звуков, естественно, есть сигналы радости на частоте 50 000 Гц, издаваемые их матерью и другими сородичами. На карте A1 в мозге новорожденной крысы мало места уделено частотам выше 32 000 Гц, однако за две недели под влиянием звуков из окружающей среды карта A1 перестраивается, в результате чего какая-то часть ее территории, ранее обрабатывавшая звуки на частоте от 20 000 до 32 000 Гц, теперь обрабатывает звуки с частотой выше 32 000 Гц[134]. На самом деле около 40 % поверхности карты A1 взрослой крысы отводится под обработку звуков на частоте от 32 000 до 64 000 Гц.