Как работает наш мозг: что нужно знать о нейронах и нейронных связях

В последнее время модно говорить нейронах, нейронных связях и возможностях нашего мозга. Но что все это значит с научной точки зрения? Правда ли, что для здорового развития ребенка забота и любовь гораздо важнее арифметики и чтения? Публикуем отрывок из книги «Медицина для умных. Современные аспекты доказательной медицины для думающих пациентов», которая уже на этой неделе появится в продаже.

Книгу «Медицина для умных. Современные аспекты доказательной медицины для думающих пациентов» подготовили врачи клиники «Рассвет» — единственной клиники доказательной медицины в Москве. Автор этого отрывка — прекрасный врач-невролог Анна Мороз, которая, к большому сожалению, погибла в неравнои? схватке с Covid-19.

Что такое нейроны

Америку я не открою, структурной единицей мозга является нервная клетка — нейрон. Нейрон — клетка очень специфическая и очень отличается от остальных клеток организма человека.

Во-первых, эти клетки действительно не делятся. Есть ткани и органы в человеческом теле, клетки которых постоянно делятся и обновляются на протяжении жизни. Это и кожа, и слизистые, и ростовые зоны ногтей и волос. Клетки же нервной системы к моменту рождения уже практически не делятся, по мере взросления и развития детского мозга нейроны взрослеют вместе с ним. Они увеличиваются в размерах, обрастают многочисленными отростками и учатся коммуницировать друг с другом.

Во-вторых, нейроны — клетки очень крупные. Некоторые из нейронов могут достигать метра в длину и тянутся от головы до спинного мозга.

Эта длина достигается как раз за счет клеточных отростков, способных прорасти на половину длины туловища хозяина. Любознательные ученые даже пытались примерно рассчитать длину аксонов нервных клеток коры и получили значение около 1600 км!

В-третьих, нейроны очень чувствительные и хрупкие клетки. Это и понятно, имея такую длину, очень просто не уследить за каким-нибудь далеко убежавшим отростком и повредить его, да еще и поделиться и восстановить свою численность не выходит.

Именно поэтому мозг очень чувствителен к любым воздействиям, будь то дефицит кровоснабжения, инфекция, интоксикация или травма. Так что нейроны свои беречь надо с юных лет.

Как наш мозг развивается

Для того чтобы понять, насколько важны нейронные связи, расскажу пару слов о том, как развивается и созревает мозг у ребенка. Мозг младенца, только что появившегося на свет, очень недоразвит. Если детеныши большинства млекопитающих с первых дней способны передвигаться, то детеныш человека совсем ничего не умеет. На момент рождения у человека имеются только первичные корковые поля, нет ни памяти — вторичной коры, ни умения обобщать и анализировать информацию — третичной коры. Но, что очень интересно, все нейроны у малыша уже есть. На самом деле примерно к концу II триместра беременности все нейроны будущей коры головного мозга уже на месте, а после рождения нервные клетки не делятся и не поднимают свою численность.

Более того, ученые полагают, что во внутриутробном периоде нейронов закладывается слишком много, про запас, и перед родами приличная часть из них погибает за ненадобностью.

Весь процесс созревания мозга ребенка, освоение двигательных навыков, обучение и интеллектуальное развитие — это постоянное образование новых клеточных отростков и новых межнейронных взаимодействий. За первые 5-6 лет мозг ребенка увеличивается в размерах в четыре раза, и все это за счет ветвления нейронов. В этот период уровень межклеточного взаимодействия максимально высок и превышает таковой взрослого человека.

Обычного окружения, освоения мира, общения с людьми и положительных эмоций вполне достаточно, чтоб мозг среднестатистического ребенка развился в полноценный крупный шустро работающий орган.

Сразу хочу оговориться, что особой разницы между детьми, которых родители таскают с пеленок на сотни развивашек и кружков, и детьми, коротающими счастливое детство в деревне среди цветов, бабочек и рогатого скота, нет.

А вот что действительно важно для формирования мозга ребенка — это положительное эмоциональное подкрепление: любовь, похвалы, привязанность и чувство безопасности. Любовь ребенку нужна как воздух, малыша нельзя «залюбить».

Ребенок с сотней ненужных в его нежном возрасте навыков вроде кунг-фу, беглого чтения в 3-4 года и верховой езды (если вы, конечно, не растите профессионального спортсмена) и дефицитом родительской любви будет развиваться хуже и менее гармонично, нежели детеныш залюбленный, но не умеющий делать тройной тулуп на льду. А объясняется это все довольно просто. Когда малыш растет в стрессе, нехватке любви и заботы, постоянно переживает о том, придет ли мама с работы, ударит ли папа за разбитую тарелку, будут ли наконец совместные выходные или опять няня, включающая мультики «на отвали» и запрещающая хулиганить, то в его небольшом организме вырабатывается много гормона — кортизола.

Кортизол — гормон надпочечников, попадающий в кровь в стрессовых ситуациях. Доказано, что длительное повышение уровня кортизола в крови замедляет процессы развития мозга. У детей, растущих в условиях стресса, замедлены процессы формирования новых синапсов, снижается познавательная активность и когнитивные функции.

Не будем о грустном, возьмем ребенка, который растет в любви и спокойствии. Как только чадо научилось полноценно двигаться, перестало быть неуклюжим, научилось говорить, попадать ложкой в рот и освоило худо-бедно азы счета и письма, количество связей между нейронами несколько снижается. Ведь самое сложное, чему мог научиться человек, он уже сделал.

Но эта удивительная способность нейронов в любой момент образовывать новые связи друг с другом, когда хозяин пытается освоить новый навык (иностранный язык, письмо левой рукой при переломе правой, верховую езду или еду китайскими палочками), сохраняется и обусловливает невероятную пластичность и обучаемость мозга.

Есть в головном мозге еще один тип клеток, они формируют странную субстанцию — глию. Глия — это собирательный термин для ненейрональных клеток мозга. Они выполняют вспомогательную функцию, поддерживают нейроны и вырабатывают миелин, ту самую белую изоляцию нервных проводов, помните? И глиальные клетки как раз сохраняют свою способность делиться и обновляться на протяжение жизни человека. И это понятно, ведь если нейроны постоянно удлиняются, ветвятся и расползаются по голове, то их отростки постоянно надо окутывать новой изоляцией, чтобы информация была доставлена вовремя и в нужном направлении. <…>

Что такое коннектом и нейронные связи

В 2005 году был введен термин «коннектом». Он подразумевает все нейроны и все связи между ними. Примерно тогда же возникла и целая область нейронауки — коннектомика. Цель ее — картирование мозга и изучение нейрональных связей. <…>

У исследователей еще недостаточно ресурсов для полноценного изучения коннектома человека, не хватает ни знаний, ни мощности аппаратуры, однако определенные шаги в этом направлении уже сделаны. Изучены отдельные участки мозга человека, выделены некоторые нейронные сети, которые оказываются очень важными в работе головного мозга и всего организма человека.

Мы рождаемся с фиксированным числом нейронов, все последующее обучение, освоение навыков и адаптация к окружающему миру происходят за счет непрерывного образования новых нейрональных связей.

У каждого человека они уникальны и формируются по мере переживания им нового опыта. Если сравнить двух близнецов, абсолютно идентичных и внешне, и по набору генов, выяснится, что они все равно во многом будут различаться в своем поведении. Это и есть работа коннектома.

Можно ли обогатить коннектом

Безусловно, многие вещи обусловлены генетически. Например, способность нейронов ветвиться, скорость, с которой нейроны могут образовывать новые связи, количество миелина, окутывающего нервные волокна. Но триггером для построения новых межнейронных контактов служит именно внешний стимул, оживленная беседа с товарищем, поход на выставку, попытка разгадать секрет простых чисел или вышивание крестиком.

Память, интеллект, личность — закодированы в соединениях между нейронами и постоянно меняются в ответ на действия человека. Получается, сущность человека — это уникальная комбинация его генов, данных ему в момент зачатия, и постоянного воздействия окружающего мира.

Конечно, это всего лишь одна из гипотез, которая пока доказана не полностью, но она очень стройна и логична. Бессмысленно насильственным путем обучать ребенка, которому счет дается сложнее, чем одноклассникам; или рассчитывать, что один брат будет так же лихо играть на скрипке, как второй. Если нейроны образуют связи с разной скоростью, то и новый навык осваивается у каждого в свое время и со своей скоростью.

Надо просто искать индивидуальный подход к каждому человеку, чтобы понимать, в каких условиях ему комфортнее обучаться (т. е. какие должны быть дополнительные сигналы, поступающие от внешнего мира к мозгу, чтобы образовались новые нейронные связи). Я, например, всю школу делала уроки под музыку, обычно что-то из Led Zeppelin, чтоб уж наверняка, чем, конечно, вводила родителей в недоумение. Но потом поняла, что это не просто подростковые понты, мне так действительно легче и проще училось. А когда я готовилась к сессиям в университете и повторяла про себя не поддающиеся запоминанию каскады биохимических и физиологический реакций, обязательно нарезала круги по своей комнате. Вот так, сидя не запоминается, а при движении — легко!

Наша память, как полагается, также закодирована в межнейронных связях. Любопытно, что и при нормальном старении, и при различных заболеваниях мозга, приводящих к снижению памяти, первыми забываются недавние события. Сначала это обычная забывчивость: куда я положила свои очки? Как зовут женщину, с которой я познакомилась на той неделе? Постепенно снижение памяти может прогрессировать, но забываются, как правило, именно недавние события, в то время как воспоминания детства и юности в мельчайших подробностях долгое время остаются сохранными. Вероятно, и это явление отчасти можно объяснить с точки зрения коннектома.

Чем раньше появилось в голове воспоминание, тем больше на протяжение жизни мы его освежали в памяти и переживали заново сладкие, а может, и наоборот, пугающие моменты прошлого. Каждое возвращение к воспоминанию укрепляет связи между нейронами, хранящими его.

Это правомочно и для эмоционально окрашенных событий прошлого, ведь не секрет, что яркие происшествия западают в память куда глубже. Это объясняется тем, что эмоции, как позитивные, так и негативные, служат дополнительным мощным стимулом для образования новых межклеточных контактов.

Так вот, чем больше контактов хранит воспоминание, тем крепче оно держится в голове, тем дольше оно будет с нами, пока мы стареем. А свежие воспоминания, полученные стареющим мозгом, который медленно и не всегда охотно образует новые связи, остаются поверхностными и не вызывают массивного образования новых синапсов, а потому и легко покидают нашу голову, вылетая в ухо.

Забегая немного вперед, хочется сказать пару слов о том, как поддерживать свой мозг в рабочем состоянии и профилактировать когнитивные нарушения, неизбежные при старении.

Исходя из всего вышесказанного вполне логично предположить, что нейронные связи образуются тем активнее, чем насыщеннее и разнообразнее поступает к мозгу информация.

Второй факт, с которым, как это ни прискорбно, не поспоришь, заключается в том, что с возрастом и количество самих нейронов, и количество взаимосвязей между ними, и даже скорость образования этих связей снижается.

Делаем очевидный вывод: с юных лет надо вести разнообразную, богатую впечатлениями жизнь, развивать навыки многогранно (и творчество, и спорт, и иностранные языки, и чтение), получать положительное эмоциональное подкрепление (путешествия, театры, концерты, вкусная еда), много двигаться (да-да, движение активирует колоссальное количество нейронов в головном мозге, давно известно, что двигательная активность очень полезна для нервной системы), общаться с людьми.

Все эти виды активности банально повышают количество межнейронных связей и способствуют обогащению коннектома. При старении (а особенно при нейродегенеративных заболеваниях) и гибели нервных клеток мягче и незаметнее когнитивные нарушения будут обуревать тот мозг, чьи нервные связи многочисленнее. Заботиться о своем мозге и коннектоме надо с детства, с головой подходить к выбору профессии, хобби, планированию досуга и отпуска, выбору круга общения.

Источник: behipo.com

Комментарии: