Мозг подростка. Спасительные рекомендации нейробиолога для родителей тинейджеров

В экспериментах эту усиленную реакцию можно измерить как более мощный электрический сигнал. По сравнению с реакцией до «тренировки» и последующим построением сильного синапса, реакция в клетке после этой потенциации гораздо мощнее. На самом деле, если вы изучаете все это, вы создаете новые синапсы, когда читаете данные строки. Всего через несколько минут после того, как вы узнаете что-то новое, ваши синапсы начинают расти сильнее. Через несколько часов они становятся более сильными и крупными.

Джон Эклс, который получил Нобелевскую премию за свои ранние работы по изучению синапсов, удивился, насколько много стимуляции нужно, чтобы произвести изменения синапса:

«В попытке объяснить феномены обучения самым малоубедительным является то, что длительные периоды избыточного использования или неиспользования необходимы, чтобы произвести явные синаптические изменения».

Эклсу не удалось понять, что повторы, которые он отмечал с такой безнадежностью, – эти «длительные периоды избыточного использования» – представляли собой работу мозга, его научение и приобретение им знаний. После повторной стимуляции клетки мозга будут реагировать гораздо сильнее на раздражитель, чем первоначально. Следовательно, нейронная цепь «учится». И чем больше укоренены знания, тем легче вспомнить их и использовать.

Когда лыжники участвуют в слаломе, самый быстрый маршрут вниз становится отчетливым. Возникают колеи. К тому времени, когда последние спортсмены стартуют, маршрут так глубоко отпечатывается в снегу, что они не могут выехать из него, да им и не хочется это делать. Глубоко отпечатанный след направляет их вниз по пути, который им не нужно искать.

Процесс тонкой настройки и выключения нейронных связей, которые были созданы в детстве, но больше не нужны, называется прореживание, или прунинг. Он ускоряется с середины до конца пубертата, когда удаляются ненужные синапсы. Ученые называют эту фазу прореживания своего рода «нейронным дарвинизмом», в которой выживают только «сильнейшие», то есть наиболее часто используемые нейроны.

Чем объясняется потеря серого вещества на столь раннем этапе развития человека, когда многие когнитивные и познавательные функции еще в полной мере не развиты? В последние несколько лет исследователи обнаружили прямую корреляцию между уменьшением у подростков серого вещества и увеличением белого вещества. Ученые знают, что серое вещество продолжает уменьшаться и во взрослой жизни, особенно после шестидесяти лет, но они считают, что уменьшение объема серого вещества в подростковом возрасте – это существенно иной процесс. В дальнейшей жизни серое вещество уменьшается вследствие дегенеративных процессов, то есть происходит сжатие клеток и их отмирание, в то время как в подростковом возрасте уменьшение серого вещества является следствием пластичности мозга. («Используй или потеряешь!»)

Исследователи Калифорнийского университета обнаружили, что прунинг не только повышает эффективность мозга, но и что более высокий уровень интеллекта может коррелировать с длительным, ускоренным ростом нейронов в детстве с последующим энергичным прунингом в подростковом возрасте. Именно поэтому в разгар хаоса пубертата подростки развивают более компактную и эффективную взрослую «ментальную машину».

Взрослые имеют преимущество перед детьми и подростками в том, что их белое вещество лучше развито, то есть они имеют быстрые соединения между разными областями мозга.

Настоящей новостью в науке является то, что подростковый мозг наиболее приспособлен к обучению. И этот факт не следует принимать как должное! ДП сильнее выражена в подростковом возрасте. Животные-подростки учатся быстрее взрослых, и ученые хотели бы узнать, происходит ли это из-за лучшей синаптической пластичности.

РИСУНОК 12. Серое вещество и белое вещество развиваются в течение жизни по-разному. У детей и подростков больше серого вещества и синапсов, чем у взрослых, потому что по мере старения мозг удаляет ненужные соединения. Тем не менее в старости белое вещество также уменьшается, отчего возникают возрастные когнитивные проблемы вроде потери памяти или деменций.

Ученые проводили исследования на срезах мозга крыс, чтобы посмотреть на ДП у крыс-подростков и взрослых животных. Они обнаружили, что ДП гораздо сильнее у крыс-подростков. Сравнения «до» и «после» импульсной стимуляции показали, что синапсы на подростковых срезах были примерно в полтора раз увеличены и что это продолжалось гораздо дольше.