|
|
|
Теории развития мозга В настоящем материале рассказывается о фундаментальных результатах многолетних исследований клеток головного мозга, которые радикально меняют представления о возможностях головного мозга. Эти результаты - ведут к настоящей революции в физиологии, психологии и педагогике. Эти данные легли в основу новой периодизации (стадий) обучения - классмиров, используемой в системе МИР.
Последнее десятилетие ХХ века не для красного словца называют "Десятилетием
мозга". Девяностые годы ознаменовались крупными открытиями в науках о мозге, а
одно из них можно без обиняков назвать выдающимся и даже революционным. Оно
стоит в одном ряду с такими событиями в нейрофизиологии, как открытие
специализации полушарий, сделанное около 40 лет назад Роджером Сперри, или
открытие нейронной структуры нервной системы, совершенное в конце ХIХ века
Сантьяго Рамоном-и-Кахалем.
Оказывается, мы не рождаемся с готовым мозгом. Точнее, с готовым, окончательным
количеством нейронов. Они вырастают у нас в любом возрасте, хоть в 80 лет. Так
что все эти разговоры, будто каждый год у нас в мозгу безвозвратно отмирает по
миллиону нервных клеток и будто бы "нервные клетки не восстанавливаются" - все
это абсолютная чепуха, которую кто-то давным-давно придумал и неизвестно зачем
внушил легковерному человечеству.
В продолжении многих десятилетий считалось аксиомой, что человек появляется на
свет сразу со всеми своими мозговыми клетками. "В костях и коже клетки делятся и
размножаются, отчего ткани и растут. В кровеносной системе и во всяком органе -
тоже, и только клетки мозга не делятся и не обновляются, а живут данной раз и
навсегда какой-то монашеской жизнью. Единственное, на что они способны, это на
установление новых связей между собой при помощи мельчайших отростков-дедеритов
и особых зон контакта - синапсов. А в остальном - одно повальное отмирание".
И вот все это сегодня решительно пересматривается, и мы как раз присутствуем при
болезненной ломке устоявшихся взглядов. Факты, которые приводят открыватели
нормальной жизни мозговых клеток - их рождения, роста, размножения и умирания -
факты эти слишком очевидны, чтобы их можно было не замечать, и, тем более,
отвергать. И сторонники традиционной теории их не отвергают. Они только
утверждают, что эти факты их пока не убеждают, что им требуются доказательства
повесомей. Энтузиасты нового подхода не возражают: в доказательствах любой
весовой категории у них нет недостатка.
Мортен Раастад, невролог из университета в Осло, большой знаток истории науки,
говорит, что ситуация, подобная нынешней, складывалась в науке не раз, так что
однажды даже деликатнейшему Максу Планку пришлось воскликнуть публично: " Чтобы
новая теория утвердилась окончательно, нужно, чтобы все сторонники старой теории
вымерли"!
Раастад вспоминает открытие радиоактивности, когда 1 марта 1896-го года Анри
Беккерель обнаружил, что фотопластинки, завернутые в черную бумагу, потемнели.
Резерфорд, Содди и Рамзай довольно быстро догадываются, что Беккерель обнаружил
новый вид энергии, обязанный своим происхождением превращению атомов. Но ни
Мария и Пьер Кюри, ни лорд Кельвин, ни Менделеев знать об этом не хотят. "Уран,
- говорят они, - запасается энергией из воздуха". Полемика продолжается десять
лет!
А расщепление того же урана! Расщепили его в 1934-м году, в Риме, а лаборатории
Ферми, но не поняли, в чем дело. Лишь химик Ида Ноддак предположила, что уран,
очевидно, распался на ядра каких-нибудь изотопов. Итальянцы не стали слушать ее,
а немецкий радиохимик Отто Ган заявил, что раскалывание ядра урана на изотопы -
абсурд. Через два года расщепление наблюдали в Швейцарии, но решили, что это не
реакция, а каприз аппаратуры. В мае 1938-го года в лаборатории у Ирен Жолио-Кюри
при бомбардировке урана получился лантан - элемент, атомный вес которого на сто
единиц меньше веса урана. Неужели уран раскололся пополам? Не может быть! Через
несколько недель реакцию провели Ган и Штрассман. Ган больше не утверждал, что
расщепление ядра - абсурд, но и поверить в это не решался. Вместе со Штрассманом
они написали срочное сообщение в журнал "Naturwissenschaften". Много лет спустя
Ган вспоминал, что после того, как он опустил конверт в почтовый ящик, ему
захотелось вытащить его обратно.
Историки считали, что сопротивление очевидному поддерживалось в случае с
расщеплением атомного ядра самим словом "атом", что означает "неделимый". В
случае же с мозгом все упиралось в эксперимент. Аксиому время от времени все же
подвергали проверке, но ничего противоречащего ей не находили. В середине 60-х
годов бельгийский невролог Паско Ракис исследовал мозг макак и не нашел в нем ни
одной клеточки, которая появилась бы после рождения животного. Нет у макак,
значит, нет и у других приматов, в том числе, и у человека, заключил он, и все с
ним согласились.
Не успел доктор Ракис объявить о своих результатах, как его концепции был
нанесен первый чувствительный удар. У взрослых крыс в гиппокампе обнаружены были
новые, только что появившиеся клетки. Гиппокамп - это подкорковая структура, где
прежде всего формируется запоминание вещей и мест. Вскоре ученые заметили, как
новые клетки появляются и в обонятельной луковице - органе распознавания
запахов.
Откуда же берутся эти новые клетки? Оказалось, что из двух так называемых
желудочков - полых углублений в мозгу. Там, в желудочках, находятся столовые
клетки, или клетки - предшественницы, которые дают начало нейронам всех типов и
клеткам глии, окружающей и питающей наше серое вещество.
Новые клетки появлялись у крыс не просто так, без всякой причины, а под
воздействием таких провоцирующих обстоятельств, как обучение какому-нибудь
навыку, телесные повреждения или даже инфекция. Затем такие же клетки были
обнаружены в мозгу у мышей, кроликов, морских свинок. Вырастали они и у
канареек, когда им наступало время учиться новым песням, и у гаичек, когда им
надо было запомнить, где они прятали на зиму свой немудреный корм.
В 1997-м году Элизабет Гульд, принстонский невролог, обнаруживает нейрогенез, то
есть формирование нейронов, в гиппокампе у древесных землероек и мартышек.
Спустя год Фред Гейдж, невролог из Института Солка в Ла Холле, в Калифорнии,
показывает, как благодаря стимуляции количество нейронов в мышином гиппокампе
увеличивается на 15 процентов. И приходят эти нейроны все из тех же желудочков.
Гейдж думает, что нейрогенез может идти не только в гиппокампе, но и в других
частях головного мозга, и даже в спинном мозгу. Может быть, подобно коже, и
головной мозг постоянно сам себя ремонтирует и обновляет, и лишь при серьезных
повреждениях его ремонтная служба оказывается бессильной. То, что дело не должно
ограничиваться гиппокампом, подтверждают последние опыты Элизабет Гульд. С
помощью химических индикаторов она увидела, как в мозгу у макак клетки,
рожденные в желудочках, добрались до тех зон коры, которые отвечают за язык и
долговременную память и включились в уже существующие цепочки нейронов. Но все
это у животных, а где же человек?
К человеку приводят ученых совершенно необычные обстоятельства, вполне пригодные
для детективной повести. Лет 20 тому назад молодой врач Уильям Шенкл,
проходивший практику в Бостонском университете, обратил внимание на груду
сваленных в коридоре картонных коробок. Шенкл заглянул в одну из них и ахнул. В
ней оказались образцы мозговой ткани и слайды из коллекции доктора Джесси
Конела. Шенкл попросил коробки не выбрасывать, а подарить ему. Вскоре он уже
погрузился в чтение восьми томов, которые успел издать покойный Конел, и в
которые до Шенкла никто не заглядывал, и его взору предстала следующая картина.
Конел, работавший неврологом в детской больнице в Бостоне, изучал мозг детей,
умерших от несчастных случаев и болезней, не затрагивавших мозг. Ему удалось
сделать более 4 миллионов измерений нейронов у детей в возрасте от нескольких
дней до 6 лет.
Измерения велись с 1939-го года по 1967-й. Компьютера у Конела не было, и
подсчитать все нейроны он не мог, он очень точно описал все вертикальные колонки
нейронов в каждой из 35 областей мозга, относящихся к каждому возрасту. В те
годы нейрофизиологи только начинали понимать, что многое в высших функциях мозга
определяется строением этих колонок, но доктор Конел уже положил этот принцип в
основу своих исследований.
Уильям Шенкл, теперь уже не столь молодой невролог, решил у себя, в
Калифорнийском университете, в Ирвине, повторить или, лучше сказать,
перепроверить все, что сделал Конел, не мечтавший о такой технике, которая
теперь была в руках у его последователя. Удивительную вещь обнаружил Шенкл: у
детей со дня появления на свет и до трех месяцев число нейронов вырастало
примерно на треть, причем во всех 35 областях мозга. Но потом, между 3 и 15
месяцами оно опускалось до первоначального уровня. Пропала треть нейронов! Затем
число нейронов резко возрастало, и к 6 годам удваивалось. Шенкл предполагает,
что рост мозга, хотя и в медленном темпе, продолжается до 21 года.
"Мозг растет не благодаря тому, что увеличиваются существующие колонки, а
благодаря тому, что прибавляются новые", - говорит Шенкл. Быстрым ростом мозга в
детстве и динамичными переменами в его строении можно объяснить тот загадочный
факт, что дети, лишившиеся даже целого мозгового полушария, живут потом более
или мене нормальной жизнью.
К измерением, которые провел Конел и повторил на компьютерном уровне Шенкл,
придраться трудно. Но скептики все еще придираются. "Может, это не нейроны
растут, - возражают они, - а глиальные клетки, их питающие. Надо еще раз как
следует проверить, да и откуда им взяться, нейронам"? "Оттуда же, откуда и у
всех - из мозговых желудочков", - отвечает скептикам Стивен Голдман, невролог из
Корнельского медицинского центра в Нью-Йорке. Только что Голдман исследовал
образцы ткани, извлеченной из мозга больных эпилепсией, и обнаружил в желудочках
мириады клеток-предшественниц, готовых превратиться в нейроны. "Мне кажется, -
добавляет он, - настала пора подумать не о том, существует ли все это на самом
деле, а о том, что можно извлечь из этого для медицины"!
|
|
|
