Говорящие полушария

Ваш мозг состоит из миллиардов связанных между собой клеток, которые «говорят» друг с другом. Именно поэтому вы можете ощущать солнечный свет на лице, общаться с друзьями, ждать выходных, бояться экзаменов, думать о политике, философии или лапше быстрого приготовления и так далее.

По данным бразильского нейробиолога Сюзанны Херкулано-Хузел, которая разработала хитроумный метод «мозгового супа»^[15], наш мозг состоит примерно из 86 миллиардов нейронов. Каждый из них создает в среднем от семи до десяти тысяч связей с другими нейронами. Это значит, что в мозге столько же нейронных связей, сколько звезд в Млечном Пути.

Нейроны, также известные как невроны, или нервные клетки, – это стандартная рабочая единица мозга. Их основная функция – передача информации. На самом деле связь между кластерами нервных клеток создает основу всех функций мозга. Каждый раз, когда вы совершаете движение, чувствуете ветер на лице, слышите голос или вспоминаете что-либо, вся эта информация перемещается через нейроны с помощью электрохимического процесса.

Обычно нейроны имеют особые отростки^[16], которые выступают из тела клетки. Разветвленный дендрит работает как антенна, которая получает информацию и передает ее телу нейрона – центру управления. От него информацию к остальным клеткам организма переносят аксоны – похожие на кабель отростки.

В теле клетки все входящие сигналы объединяются, и ответный импульс создается в месте пересечения с аксоном. Электрический сигнал передается через аксон к нервному окончанию, где он преобразуется в химический. Точка, в которой аксон одного из нейронов соединяется с дендритом другого, называется синапсом. Он представляет собой расстояние между нейронами, где информация передается от одного к другому. В нашем теле содержится от 100 до 500 триллионов синапсов. Они выделяют химические передатчики, называемые нейромедиаторами.

Нейронные пути

Маршрут, по которому информация в мозге проходит через нейроны, – это нейронный путь. Чем чаще вы его используете, тем отчетливее он становится. Это похоже на хорошо протоптанную тропинку через поле или лес. Когда вы узнаете что-то новое, – например, начинаете заниматься спортом или изучать новый язык – сначала это всегда кажется сложным. Но когда вы повторяете задания, то создаете в своем мозге более прочные нервные пути, и вскоре новые задачи становятся привычкой. Помните об этом, пока вы пытаетесь следовать полезным правилам.

Помимо нейронов в мозге содержатся миллиарды нейроглий^[17]. Именно они помогают сохранять мозг здоровым. Если нейроны похожи на шоссе информации, то нейроглии – их строители (а также ремонтники, защитники и поставщики услуг). Они круглосуточно помогают этому электрохимическому шоу не сойти с пути. Нейронам необходимо быстро отправлять нервные импульсы. Глиальные клетки способствуют этому процессу, окружая аксоны, чтобы сформировать изоляционную оболочку (подобно изоляции проводов в доме). Она состоит из белого жирового вещества – миелина – и увеличивает скорость передачи электрического импульса.

Из-за цвета часть мозга, где находятся покрытые такой оболочкой пучки, обычно называют белым веществом. Оно противоположно серому веществу, которое содержит в себе клеточные тела нейронов, дендриты и аксоны.

Резерв

В сущности, резерв – это способ объяснить разрыв между степенью повреждения мозга и его клиническим проявлением, включая влияние, которое оно оказывает на когнитивные функции.

Резерв мозга

Резерв мозга – это структурный материал, который охватывает серое вещество, белое вещество и толщину коры. Он относится к фактическим различиям в мозге, которые могут объяснить, почему один человек более устойчив к травмам, чем другой.

Размер имеет значение

При сравнении людей с разным уровнем когнитивных функций обнаруживается, что различия связаны с объемом мозга, а не с масштабом его пораженной области. Проще говоря: размер имеет значение.

Например, давайте поговорим о Мэри и Джейн. У обеих имеется одинаковое количество бляшек и клубков, но объем мозга у них разный. У Мэри больше нейронов, выше синаптическая плотность, а мозг крупнее, чем у Джейн. Это означает, что Мэри, чей мозг наиболее развит, будет намного устойчивее к последствиям одной и той же патологии. Различия в когнитивных функциях между людьми объясняются не масштабом пораженной области мозга, а размером его здоровой части. Нарушение когнитивных функций не проявляется, если мозг содержит больше нейронов и синапсов, которые он может терять до того, как будет достигнут критический порог. При прогрессировании болезни область поражения будет расти, а здоровая – уменьшаться. В определенный момент нетронутая зона больше не сможет поддерживать нормальное функционирование мозга.

Резерв предполагает, что структурные характеристики мозга обеспечат устойчивость к атрофии или истощению, связанные со старением или заболеваниями. Чем больше мозг взрослого человека, тем дольше он сможет противостоять различным патологиям и нормально работать.

Забота о мозге

В любой промежуток времени у нас есть определенный резерв, и чем он выше, тем лучше мы справимся с разного рода изменениями мозга.

Мы привыкли думать, что, исчерпав эти ресурсы, которые больше не восстановятся, мы сдадимся под натиском клинических симптомов или дефицита. Также мы верим, что при достижении зрелого возраста будем иметь определенный лимит нейронов, и все, что нам останется делать, – это терять их.

Однако мы знаем, что резерв мозга – более сложная система, а наш мозг с опытом изменяется. Стимулирующее окружение может вызвать рост новых нейронов. Нейротрофический фактор мозга (BDNF), считающийся «Miracle-Gro»^[18] для мозга, – это молекула(11), которая играет ключевую роль в нейропластичности. Этот фактор улучшает функции нейронов, защищает клетки от стресса и гибели и стимулирует их рост, как удобрение способствует росту растений. BDNF жизненно важен для процесса обучения, и хорошая новость состоит в том, что аэробные нагрузки связывают с увеличением концентрации этого белка. Кроме того, благоприятное окружение также влияет на повышение уровня BDNF.

Современная мысль заключается в том, что можно поддерживать наши резервы на определенном уровне. С возрастом мозг атрофируется, но можно снизить потери, занявшись деятельностью, которая будет способствовать нейрогенезу и нейропластичности.

Вспомните всех знакомых пенсионного возраста. Смею предположить, что у одного из десяти выбранных вами людей старше 65 лет уже развилась болезнь Альцгеймера, а один или два из них сохранили ясное сознание. Остальные же находятся где-то посередине. Возможно, кто-то из них немного медленно обрабатывает информацию или имеет некоторые проблемы с запоминанием нового материала. Однако почти все они сохранили способность потчевать вас историями из своей молодости. Скорее всего, вы слышали их так часто, что готовы пересказать. На самом деле, хотя в пожилом возрасте многие испытывают упадок умственной активности, нет никакой системности в характере и степени тяжести когнитивных нарушений.

Относительное отсутствие патологий в мозге – один из главных факторов такого большого разнообразия когнитивных функций. Конечно, чем меньше нарушения, тем лучше, но образ жизни тоже играет не последнюю роль в борьбе с болезнями и возрастными изменениями в мозге.

Поддержка работы мозга влияет на нынешний уровень его резервов. Определенные действия – например, умственная стимуляция (глава 5) и физическая активность (глава 7) – связаны с изменениями в самом органе. Высокая когнитивная активность поможет сохранить его объем, в особенности гиппокампа – части мозга, связанной с памятью и обучением. Физическая активность также влияет на это. Некоторым людям лучше удается поддерживать интеллектуальную деятельность и свои резервы, чем другим. Этот феномен, возможно, связан, с различиями в опыте: образовании, увлечениях и профессии. В конце концов, мозг пластичен и поэтому может меняться в ответ на опыт и обучение.

Когнитивный резерв

Когнитивный резерв относится к пластичности и гибкости умственной системы при таких нарушениях, как старение, травма или болезнь. Давайте поговорим о Бене и Ким, которые обладают одинаковым объемом жесткого диска (то есть резерва мозга). Однако Бен может справиться с бо́льшим количеством возрастных изменений мозга, потому что емкость его базового программного обеспечения (то есть когнитивного резерва) отличается от показателей Ким. Это и позволяет его мозгу справляться с нарушениями и адаптироваться к ним.

Таким образом, когнитивный резерв говорит о функционировании мозга, а не о его структурном размере, который отличается у разных людей. Он объясняет разрыв между патологией и ее проявлениями. Если объяснять когнитивный резерв в контексте болезни Альцгеймера, то он демонстрирует способность взрослого мозга переносить болезнь без клинических симптомов на том уровне, который у человека с меньшим когнитивным резервом мог бы вызвать диагностированную деменцию.

Рис. 1: Иллюстрация показывает, как у двух людей с течением времени может меняться когнитивная функция. Один из них обладает большим резервом, второй – маленьким. В мозге обоих начинает развиваться патология болезни Альцгеймера, но изменения еще незаметны. В какой-то момент она станет достаточно выраженной, чтобы привести к ухудшениям. Они измеряются когнитивными тестами. Вы можете видеть, что у людей с большим резервом производительность снижается позднее. Они могут дольше справляться с патологией до того, как она начнет влиять на продуктивность. В конце концов, производительность у обоих будет одинаковой, но для человека с большим резервом этот момент наступит позднее. Когда у индивидуума с высоким ресурсом начнется снижение когнитивной активности, оно будет проходить быстро. Схема показывает разные траектории снижения когнитивной активности, которые мы часто видим у людей с болезнью Альцгеймера^[19].

Устойчивость

Ключевое предположение, касающееся когнитивного резерва, заключается в том, что болезнь Альцгеймера развивается медленно. Так, патология присутствует в мозге в течение нескольких лет, прежде чем ее можно диагностировать. До того как симптомы начинают проявляться, люди с более высоким резервом выдерживают бо́льший объем нарушений, чем люди с меньшим ресурсом. Поэтому клинические признаки болезни у них проявляются позднее.

Однако, как вы можете помнить из примера с Джейком и Питером, как только люди с большим резервом демонстрируют когнитивные изменения, заболевание начинает прогрессировать очень стремительно. Происходит это потому, что симптомы проявляются на более поздних стадиях болезни. Снижение когнитивных функций происходит, когда патология уже достаточно развита, так что промежуток между началом клинических проявлений и моментом, когда болезнь мозга разрушает его функцию, намного меньше.

С другой стороны, если брать в расчет весь период заболевания, то большую часть времени когнитивные функции сохраняются, а меньшую – утрачиваются из-за болезни.

Нейронный резерв и нейронная компенсация

Существует два вида когнитивного резерва: нейронный резерв и нейронная компенсация.

При сравнении двух людей, которые имеют нормальный здоровый мозг, видно, что их интеллектуальная обработка будет отличаться. Нейронный резерв отражает эту разницу.

С другой стороны, нейронная компенсация относится к изменениям в когнитивной обработке. Они появляются, чтобы справиться с патологией и другими типами нарушений мозга. Это происходит даже тогда, когда мы сталкиваемся с усложнением наших повседневных задач.

Нейронный резерв отражает разницу в нейронных сетях мозга, которые определяют когнитивную деятельность. Если вспомнить аналогию с программным обеспечением, то человек с более эффективными, гибкими и емкими нейронными сетями лучше справится с расстройствами.