Катрин Видаль. Как устроен мозг

Популярный лекторий журнала «Популярная механика» и Департамент по науке, технологиям и космосу посольства Франции в России представляют:
лекция Катрин Видаль: "Как устроен мозг".

Катрин Видаль - нейробиолог, директор по научным исследованиям Института Пастера, кавалер ордена Почетного легиона (2009г.). Научные интересы: механизмы боли, роль коры головного мозга для научения и памяти, а также механизмы заражения мозга вирусом СПИДа. Автор многочисленных публикаций, известный популяризатор науки и научных знаний.

Есть ли нейробиологические предпосылки, обуславливающие различие в мышлении женщин и мужчин?
Гомосексуализм – это осознанный выбор или врождённая особенность?
Теряет ли мозг обучаемость в процессе старения?

Мозг не является таким же органом, как другие. Потому что это орган мысли. И для того, чтобы мысль появилась, в ходе своего развития мозгу нужны определённые стимулы со стороны окружающей среды. И за этим вопросом мозга, как и за вопросом пола, стоит очень важный вопрос: что определяет наше поведение: врождённые или приобретённые навыки? Уже на протяжении длительного времени и философы, и учёные рассматривают этот вопрос и часто к этому вопросу примешивается идеология. Итак, мы начнём с того, вспомним о 19 веке, когда исследователи изучали размеры черепа и вес мозга. И большинство из них считало, что мозг у мужчин больше чем у женщин, что мозг у белых больше, чем мозг у чёрных и т.д. Поль Брока, невролог, обнаружил разницу в 150 грамм между средним весом мужского и женского мозга. «Мы задаёмся вопросом, связан ли меньший размер мозга женщины исключительно с небольшим размером её тела? Возможно, не следует упускать из вида, что женщины в среднем несколько менее умны, чем мужчины»/ Источник: Bulletin de la Societed Antropologie, Paris, vol.2., 1861.

Может быть, тот факт, что у женщины мозг меньше связан с тем, что её тело меньше тела мужчины, - собственно, этот вопрос не ставился. В 20 веке было известно, сколько весит мозг некоторых знаменитых мужчин, которые завещали свой мозг науке: Мозг Анатоля Франса весил 1 кг, Энштейна - 1,250 г, Кювье - 1880 г, Тургенева - 2 кг. Т.е. нет никакой связи между весом мозга и интеллектуальными способностями. У Энштейна мозг весил столько, столько в среднем весит женский мозг. Поэтому нужно отметить, что в отношении умственных способностей надо принимать во внимание не количество, а качество и связи между различными нейронами.

Давайте вернёмся к научным проблемам: ещё на уровне зародыша происходит определение пола мозга, т.е. у зародыша развиваются половые органы, они развиваются очень рано, производят гормоны, гормоны поступают в кровь, и соответственно в мозг. Тот участок мозга, который наиболее подвержен действию этих гормонов - это гипоталамус. Он находится рядом с гипофизом и у женщин можно отметить циклическую деятельность нейронов гипоталамуса каждый раз во время месячных, но эта циклическая деятельность не наблюдается в мужском мозге, т.о. разница в мозге мужчин и женщин касается, в первую очередь, функций, связанных с воспроизводством.
В 1991 году появилась статья "гипоталамус у мужчин, женщин и гомосексуалистов". Было изучено 20 мозгов, сохранённых в формалине.

Гетеросексуальные мужчины - объём 100 микрон. Гомосексуальные мужчины и женщины - объём одинаковый: 50 микрон. LeVay. S: «Эти данные показывают, что существует биологическое основание сексуальной ориентации». 50 нейронов это совсем не много, поскольку у нас 10 млрд. нейронов в мозге, и, поскольку разницей этой можно пренебречь, не существует определённой биологической базы для сексуальной ориентации.
Эти данные не очень хорошо были восприняты научным сообществом, потому что это исследование проводилось на мозге, который хранился в формалине и люди, которых называли гомосексуалистами, погибли от вируса СПИДа, а известно, что вирус СПИДа проникает в мозг, вызывает поражение мозга и поэтому, с точки зрения чистоты опыта, мы не можем сравнивать мозг людей, которые погибли от СПИДа или от других причин (1991, LeVay. S., Science, vol. 253/ 1993, Hamer D.H., Science, vol.261/ Опровержение: 1995, Marshall, E., Science, vol 268/ 1999, Rice, G., Science, vol 284).

Через 2 года после, в 1993 году в журнале Science была опубликована статья, где говорилось о том, что был обнаружен ген гомосексуальности. Все эти работы не были воспроизведены другими учёными и против них выступила вся научная общественность. Не существует никаких серьёзных научных аргументов в отношении гена, который позволяет сказать, что существует некая биологическая база для гомосексуальности.

Давайте вернёмся к догмам о женщинах, которые существуют. Говорят, что женщины могут одновременно заниматься многими вещами: стирать, заниматься детьми, готовить, и якобы эта способность связана с тем, что связь между 2-мя полушариями мозга у женщин более развита, чем у мужчин («Женщины способны делать несколько вещей одновременно потому, что коммуникация между двумя полушариями их мозга развита больше, чем у мужчин»/ Источник: 1982, DeLacoste&holloway. Science).

Эти исследования также были проведены на 20 образцах мозга, сохранённых в формалине. Если вы учёный, то вы пытаетесь понять, чем вызвана эта мысль.
И потом, в 1992 всё изменилось, потому что у нас появились новые технологии - это использование ядерного магнитного резонанса, который позволяет сканировать мозг, это новая технология, теперь нам позволяет изучать человеческий мозг в живом состоянии в реальном времени, а не мозг, сохранённый в формалине.
И при этой технологии МРТ было указано, что практически не было разницы в связи между двумя полушариями у мужчин и женщин. Теория 2-х мозгов была высказана в 1968 году, но прошло уже 40 лет, в то время считалось, что функционировал мозг достаточно просто, были достаточно простые взгляды, считалось, что речь заложена в левом полушарии, а в правое полушарие отвечает за пространственную ориентацию (1968 год: теория двух типов мозга/ Источник: Geschwind.N&Galaburda.A. Science).

И, основываясь на этих выводах, учёные пришли к оригинальному решению: раз женщины более болтливы, это происходит из-за того, что у них левое полушарие более развито, а мужчины лучше ориентируются в пространстве потому, что у них более развито правое. Если мы посмотрим на исследование, которые касается распределения зон, отвечающих за речь, проводимое с 1995 и по 2009 год с двумя тысячами участников, мы можем сделать вывод, что нет никакой разницы в распределении зон, отвечающих за общение в мозге между мужчинами и женщинами. Учитывая большое количество тестируемых, эта разница исчезает.

Возьмём результаты МРТ: мужчин и женщин попросили совершить простое математическое действие в уме, в группе женщин возникла очень большая разница в активации участков коры головного мозга (разница среди индивидов одного пола такая же или превосходит разницу между полами.) В общем мы можем сказать, что для того, чтобы совершить одинаковый расчёт, каждая личность имеет свои, абсолютно индивидуальные особенности подхода. Вывод: разница между индивидами одного пола такова же, какова разница между индивидами разного пола.

Очень красивые результаты МРТ - это живой мозг, все эти образцы мозга различны, извилины, проход мозга абсолютно индивидуальны для каждого человека, это позволяет нам сделать вывод, что у всех просто разный мозг, независимо от пола.

Давайте попробуем понять, откуда происходят различия между отдельными индивидами. Ваш мозг состоит из 100 млрд. нейронов, и эти нейроны соединены между собой синапсами, их примерно 1 млн. миллиардов, это больше, чем атомов в галактике, однако существует всего 6000 генов, которые выражают своё влияние в мозге. Это означает, что недостаточно генов чтобы контролировать производство и работу вот этого миллиона миллиардов синапсов. Для чего нужны эти гены? Они имеют большое значение в момент построения мозга в эмбриональной стадии возникновения и формирования полушарий. Важно отметить, эти гены, ответственные за развитие и формирование мозга не зависимы от половых хромосом. Итак, формирование мозга не зависимо от пола. При рождении младенец имеет 100 млрд. нейронов, эти нейроны прекращают размножаться, однако даже если они не делятся, мозг продолжает развиваться.

Здесь перед нами через кору головного мозга были сделаны рисунки: при рождении, 1 месяц, 3 месяца, 6 месяцев, 15 месяцев, 24 месяца (90% синапсов формируются после рождения). Мы можем заметить, что плотность чёрных точек, которые представляют из себя нейроны, не меняется, однако меняются связи. Это означает, что в коре головного мозга взрослого человека 1 нейрон связан 10 тысячами других. На формирование этих связей оказывает большое влияние окружающая среда и семейная среда, и воспитание. Я хочу сказать о социальном круге развития личности. И здесь мы можем употребить термин "пластичность мозга" для того чтобы показать, насколько он способен изменяться и формироваться в зависимости от опыта, пережитого каждым индивидом. У детей она играет огромное значение, как и у взрослых.

1 пример: возьмём пластичность мозга пианиста. Поскольку они начинают очень рано заниматься классической музыкой - пластичность их мозга огромна. Занятия классической музыкой, контролирование пальцев, развитие слуха приводит к тому, что, происходит утолщение зон, отвечающих за координацию и за мультикоординацию нейронов. Мы заметили, что возникают дополнительные связи между нейронами и ещё одно очень важное замечание. Вот это уплотнение пропорционально времени которое классический музыкант посвящает занятиям. Регулярна практика классического инструмента приводит к уплотнению и развитию вот этих связей, а не к тому что человек родился уже с развитой корой головного мозга и стал пианистом. (Источник: С.Goser & G.Schloug, J. Neuroscience, vol 23, 2003).

Ещё 1 пример: мы попросили взрослых 20-летних людей научиться жонглировать тремя мячиками. Через 3 месяца им это удаётся. И здесь мы замечаем, что сформировалось уплотнение в мозге в тех местах, которые отвечают за координацию и за зрительный нерв. И если эти студенты постоянно тренируются и развивают ловкость рук, мы обращаем внимание, что прекращение этой практики приводит к утоньшению этих зон (Источник: Dragonski.B, Nature, vol 427, 2004).

3 пример: мы взяли группу 60-ти летних и попросили их научиться жонглировать 3-мя мячиками. Мы заметили, что образовалась точно такая же зона уплотнения и феномен этот никуда не делся. Это значит, что пластичность мозга не уменьшается с возрастом, если её постоянно тренировать.
(Источник: Boyke J. et al, J. Neuroscience, vol 28, 2008).

Патологические случаи. 1 пример: речь идёт о человеке после инсульта правого полушария. Этот человек оказался парализован на левую руку. После месячного посещения массажиста и физиотерапевта, удалось восстановить подвижность пальцев на левой руке и мы заметили, что левое полушарие работало гораздо активнее. Через 3 месяца мы обнаружили, что только после этого восстановилось правое полушарие. Левое полушарие временно взяло на себя функции правого полушария для того, чтобы восстановить нормальную жизнедеятельность человека. Это показывает важную роль мозолистого тела, соединяющего 2 полушария. (Источник: Feydy, et al, Strake 2002, vol 33).

Ещё 1 пример: дети, страдающие неизлечимой эпилепсией. Частота припадков примерно 10-15 минут. Единственным способом, которым можно облегчить их страдание, является технология лечения прямо в коре головного мозга очага, отвечающего за болезнь. В возрасте 5-10 лет на 200-х детях была проведена операция, которая примерно в 90% случаев привела к полному излечению. Они обучались в школе, в институте, они завели семьи и детей, если вы встретите их на улице, вы никогда не узнаете, что на них была произведена аболяция, т.е. ликвидация этого очага головного мозга.

С некоторого времени у нас есть очень интересный случай во Франции: речь идёт о мужчине 44-х лет. Он женат, отец 2-х детей, нормально работает на своём рабочем месте, однако, у него постоянно была слабость в левой ноге. Он сходил к доктору, ему сделали МРТ, и каков был наш сюрприз, когда мы обнаружили, что его череп был практически полностью заполнен жидкостью, а его мозг представлял крошечный слой мозговой ткани, прилепленной буквально к черепу изнутри. Когда мы задали вопросы, он ответил, что при рождении он страдал энцефалитом. При этой болезни мозг заполняется жидкостью. Делается дренажный отвод у основания черепа и приводят всё в норму. Но это всё делается при рождении. Что касается этого пациента, то дренажный отвод каким-то образом потерял свои функции и жидкость попала в мозг, и никакой проблемы не было в его жизни, до тех пор, пока у него не начала болеть и дрожать левая нога.
Источник: L. Feuillet et al Lancet, 2007.

Вы видите, какова гигантская сила пластичности мозга и это очень интересный случай ещё и потому, что он позволяет показать, на сколько важны взаимоотношения, связи между структурой и работой мозга. Для нас, учёных, это пока очень загадочная область. Мы пока не способны и не имеем возможности понять и объяснить, как мозг, имеющий такую странную парадоксальную форму, работает так же, как и нормальный мозг.

Теперь, когда вы всё знаете о пластичности мозга и его способностях к развитию, которые нам показывают, что пережитые нами жизненные опыты полностью могут изменить работу нейронов в коре головного мозга, вы можете понять важность социального, культурного окружения в развитии личности. Итак, что касается психологии развития личности. При рождении новорожденный не знает, какого он пола. Он должен будет это постепенно узнать с развитием своего мозга и, кроме того, ему это объяснят его родители. Начиная с возраста 2-х лет, ребёнок может идентифицировать себя как существо мужского или женского пола. Однако, задолго до этого возраста, ему уже создали определённое условие для подчёркивания его половой принадлежности. Ему дают игрушки для мальчиков или для девочек, отношение взрослых гораздо более толерантно к девочкам, чем к мальчикам. У девочек розовая комната, у мальчиков голубая одежда. И поэтому не зная ещё кто он, ребёнок уже узнал, что он мальчик или девочка.

Следующая догма, касающаяся психологических или умственных способностей мужчин и женщин. Есть тесты, где женщины гораздо более успешно справляются, например: на скорость сказать как можно больше слов, начинающихся с одной буквы. Мужчины считаются более успешными в тестах, где нужно нарисовать предмет в пространстве. Теперь, когда вы узнали о пластичности мозга, что это для нас может значить? Это может быть врождённое, а может быть приобретённое. Эти особенности могут возникать у подростков и исчезать с возрастом в процессе обучения. Отсюда важность обучения различным навыкам индивидуумов как мужского, так и женского пола. Социологические исследования показывают, что маленьким мальчикам больше дают возможности развивать свою общественную жизнь. Они играют на улице больше чем девочки, они гораздо чаще играют в футбол, который способствует тому, чтобы научиться ориентироваться в пространстве. Девочек больше ориентируют в частную область жизни, чтобы вырастить из них настоящих женщин. И здесь огромную роль имеет национальное общение, вербальное.

Вернёмся к результатам теста рисования в пространстве предметов различного объёма. Если, например, в одном и том же классе, учитель говорит, что это будет экзамен по геометрии, мальчики окажутся лучше девочек, а если учитель скажет, что это тест на рисование - у девочек результаты будут гораздо лучше. Это очень интересный результат, потому что он показывает нам, на сколько контекст влияет на результат. Девочки обычно меньше уверены в своих математических способностях, поэтому при слове «геометрия» у них происходит блокировка, играет роль определённый стереотип.

В 2008 году в журнале Science была опубликована статья: проводился одинаковый математический тест в 40-ка различных странах с 15-ти летними подростками. Контингент - 15.000 человек и здесь вы видите: различия в области математики зависят от пола и индекса эмансипации женщин, который был подсчитан в различных странах в зависимости от законодательства, касающегося контрацепции, разводов и т.д. И, например, в странах, где эмансипация женщин была не достаточна, например, в Турции, Корее, Италии, наблюдаются большие различия в отношении успешности в математике. Зато в северных странах, как например: Норвегия, Швеция или Исландия, вот такой разницы уже не наблюдается. Между двумя этими полюсами находится Португалия, Франция, Польша. Результаты показывают, что вот эта разница кореллируется в зависимости от страны, культуры и уровня эмансипации.
Источник: Luigi Guiso et al Universites de Flirence et de Chicago, Science, vol 320, 2008.

На этот раз в соединённых штатах тест проводился в 90-м году, проводилась очень большая статистическая анкета - 10 млн. человек учащихся и экзамен по математике. Обычно мальчики успевали лучше девочек. Некоторые сочли, что это результат связан с тем, что у девочек мозг не приспособлен к занятиям математикой. В 2008 году тест повторили - практически одинаковые успехи в математике. То есть за 20 лет вот это различие исчезло. И этот результат показывает, что можно полностью устранить гипотезу о том, что существуют некие врождённые способности и неспособности. Потому что за 20 лет произошли изменения в обществе, касающиеся отношения к женщинам, которые позволяют теперь сказать, что они точно также успешны в математике, как и мальчики. Поэтому, речь идёт о воспитании, об эволюции, о пластичности мозга, а не о каких-то морфологических особенностях.

Источник: Janet Hyde et al. Uneversites de Madison et Berkeley, Science, vol 321, 2008.

Ещё одна идея, которая заложена в нас изначально - доисторические люди. Вроде бы мужчины ходили на охоту, они, поэтому могли хорошо ориентироваться в пространстве. Женщины оставались в пещере и занимались детьми, и поэтому у них была более развита речь. Некоторые могут на это клюнуть, но когда мы опросили историков, они сказали, что на самом деле, не существует ни одного экспериментального подтверждения этому. Идёт ли речь о захоронениях или наскальных живописях, о предметах быта, которые позволили бы восстановить социальную жизнь мужчины и женщины в доисторический период, и ничто не позволяет утверждать, как распределялись различные задания, бытовые проблемы между представителями разного пола. И поэтому всегда присутствует некоторый налёт идеологии. Некоторые защищают консервативную точку зрения сильного мужчины, слабой женщины, которая занимается детьми. С другой стороны, некоторые радикальные феминистки считают, что благодаря женщинам родилась социальная жизнь, люди стали заниматься сельским хозяйством.

Теперь давайте рассмотрим ещё один очень важный вопрос. Это роль гормонов в сексуальном поведении. У животных действие гормонов на мозг играет очень важную роль, потому что эти гормоны определяют периоды совокупления, которые соответствуют именно периоду овуляции у самки. Но у людей всё обстоит иначе. У людей существует полное различие между сексуальностью и воспроизводством. Количество гормонов в крови не играет никакой роли в отношении выбора партнёра и в отношении времени совокупления. У гомосексуалистов нет вообще никаких гормональных проблем. Сексуальные преступления: у преступников не наблюдается повышенного тестостерона. Говорят также, что половые гормоны действуют на нервы, вызывают депрессии и другие отклонения в поведении. Тут нужно отличать 2 типа ситуаций: с одной стороны, существуют изменения физиологические крупные, например менопауза, беременность, патологические случаи, когда женщины лечатся гормонально от бесплодия, и в этих ситуациях, когда очень низкий уровень гормонов или очень высокий, можно наблюдать связь с поведением человека, но при нормальных физиологических условиях ни одно достаточно серьёзное научное исследование не показало, что какую-то роль играют гормоны в изменении поведения человека. Почему человек, в отличие от животного, не подвержен действию гормонов? Вопрос заключается в эволюции, которая позволила получить в своё распоряжение удивительный орган - мозг и, в частности, кору головного мозга, которая настолько сильно развилась, что она образовала извилины, чтобы поместиться в черепной коробке. Специалисты-эволюционисты говорят, что именно увеличение площади коры головного мозга поспособствовало возникновению мыслительного процесса, речи, сознания, воображения, способности предвидеть будущее, и в конце концов, человек получил в своё распоряжение возможность свободы выбора, которая определяет его поведение.

Источник: vikenc.livejournal.com

Комментарии: