Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Эта сложная картинка реальности, где приходится отказываться от отождествления функции с конкретной мозговой структурой, подкрепляется некоторыми недавними клиническими примерами удивительной пластичности человеческого мозга. В Марселе живет мужчина средних лет, у которого кора головного мозга сжата в крошечный, тонкий слой клеток, но который при этом обладает почти средним интеллектом и нормально справляется со своими обязанностями в качестве государственного служащего[346]. А в Израиле было обнаружено несколько женщин, у которых в мозге не удалось найти областей, отвечающих за обоняние, но при этом они способны чувствовать запах [64]. Также известен случай молодой китаянки, в мозге которой полностью отсутствует мозжечок. Хотя ее голос невнятен, интеллект несколько снижен и нарушена координация, эти симптомы далеко не так серьезны в сравнении с ожидаемыми последствиями, какие происходят с животным, если эта структура удалена [65]. Наконец, аргентинская женщина, перенесшая два катастрофических инсульта, сильно повредивших области мозга, отвечающие за сенсомоторные навыки и высшие психические функции, добилась почти полного и необъяснимого выздоровления [66].

В Израиле у нескольких женщин в мозге не нашли областей, которые отвечают за обоняние, однако они могут чувствовать запах.

Недавние исследования животных выявили новые проблемы. Заявляли, что у крыс и певчих птиц определенные усвоенные формы поведения контролируются очень специфическими областями мозга, потому что они могут быть нарушены кратковременной инактивацией этих зон. Парадоксально, но, если данные структуры повреждены навсегда, животное может восстановить приобретенную способность. Объяснение столь удивительной пластичности кроется в том, что структуры, зависящие от измененной области, не могут быстро изменить активность в течение короткого периода времени, чтобы успеть среагировать на новую ситуацию, что приводит к отсутствию соответствующего поведения во время эксперимента. Тем не менее в течение более длительных периодов, вроде послеоперационного восстановления, это может произойти, так же как у пациентов, переживших инсульт, есть вероятность восстановить некоторые аспекты прежних способностей с течением времени [67].

Основное объяснение такого рода сообщений заключается в том, что структуры в мозге не являются изолированными друг от друга модулями, они не похожи на автономные компоненты машины. Поскольку мозг состоит из живой материи, нейроны и нейронные сети взаимосвязаны и способны воздействовать на соседние области, изменяя не только активность ближайших структур, но и паттерны экспрессии генов. Функция может распространяться и даже индуцироваться как синапсами, так и нейромодуляторами, которые могут действовать сложным образом [68]. Это, по-видимому, лежит в основе некоторых примеров пластичности мозга и подчеркивает трудность точного соотнесения функции с заданным местоположением.

Даже такой элементарный на первый взгляд феномен, как жажда, оказывается удивительно сложным. В 2019 году ученые сообщили об исследовании активности 24 000 нейронов в тридцати четырех областях мозга мышей, когда животные пили и утоляли жажду. Более половины нейронов были по-разному вовлечены в это чрезвычайно простое поведение – жажду, и поведенческая реакция на данное ощущение, очевидно, широко распределена по всему мозгу грызуна [69]. Кроме того, области мозга, обычно не считающиеся вовлеченными в моторный контроль, включаются в работу, когда мыши бегают или двигают вибриссами, и влияют на активность нейронов зрительной коры. Аналогичное исследование 30 000 нейронов из 42 областей мозга мыши, проведенное исследователями из Лондонского университета, также показало, что, если животное начинает что-то делать, активизируются нейроны всех областей. Однако если у мыши был выбор, реагировали очень специфические клетки в конкретных зонах мозга. Эти данные дают нам представление о сложности мозга и о том, как он использует и локализованные, и распределенные функции, хотя сами задействованные схемы остаются загадкой [70].

У людей, которые пережили инсульт, есть вероятность восстановить некоторые аспекты прежних способностей.