Далее в этой книге мы рассмотрим еще несколько парадигм, чтобы сформировать представление о том, как ученые видят мозг сегодня.

На протяжении большей части своей истории нейронаука придерживалась догмы, что взрослый мозг остается неизменным до старости. Нейробиологи считали, что человек может только терять нервные клетки, но не приобретать их. Однако что думает об этом современная наука?

Чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо заглянуть в историю развития нервных клеток мозга.

Головной мозг человеческого эмбриона формируется из нескольких мозговых пузырей, которые образуются в результате деления и перемещения нейронов. У нейронов головного мозга обычно один длинный и множество коротких отростков. Если посмотреть на нейроны в микроскоп, мы увидим, что они напоминают скопления звезд (рис. 2 и рис. 3).

В развитии мозга есть этапы, когда скорость образования клеток достигает 250 тысяч новых нейронов в минуту, то есть 15 миллионов в час. Каждую неделю прибывают миллиарды новых нейронов. Но в какой-то момент создается поистине драматическая ситуация: нейроны внезапно начинают гибнуть с колоссальной скоростью (до нескольких миллионов в час!).

На некоторое время процесс гибели клеток мозга останавливается, а затем запускается вновь. Нейробиологи называют это явление двумя великими волнами гибели нейронов в развивающемся мозге.

Рис. 2. Окрашенные нейроны, световая микроскопия

Рис. 3. Окрашенные нейроны, флуоресцентная микроскопия

Более 50 % клеток мозга гибнут еще до рождения ребенка. Благодаря современным исследованиям Сузаны Эркулано-Оузель, мы знаем, что в мозге взрослого человека находится порядка 86 миллиардов нервных клеток. Получается, что в процессе развития плода гибнет более 90 миллиардов нейронов. Только вдумайтесь в эту цифру!

Долгое время было непонятно, почему так происходит. Нам же так нужны клетки, а они вдруг гибнут отчего-то.

В результате серии исследований с применением методов молекулярно-клеточной нейробиологии удалось выяснить, что каждый нейрон должен устанавливать контакты с другими клетками. Если нейрон мозга за отведенный ему срок не сумел установить контакт ни с одной другой клеткой, он втягивает все свои отростки обратно и умирает. В нем буквально активируется программа самоуничтожения, называемая апоптозом.

Открытие потрясло ученых. Зачем уничтожать здоровые клетки миллиардами? Многие пытались объяснить логику поведения клеток. Для ученых, исследовавших сей феномен, открытие было вдвойне пугающим, поскольку считалось, что новым нейронам взяться просто неоткуда.

Лишь к началу 2000-х годов, после детального изучения нескольких тысяч срезов мозга, ряду исследователей удалось сформулировать объяснение этого феномена.

Первая волна гибели клеток связана с тем, что нервная система просто формирует свой размер. Иными словами, чтобы мозг не получился слишком большим и неудобным.

В результате исследований мозга зародышей животных выяснилось, что в утробе среда постепенно берет верх над генетическими программами. Природа «получает сигналы» о том, какие изменения необходимо внести в зависимости от происходящих событий. Любой внешний фактор, действующий на плод, может оказывать воздействие на развитие его нервной системы. Мозг пластично перестраивается под воздействием среды, он адаптируется, готовится к вылазке длиною в жизнь. Факторы могут влиять как на протекание тонких биохимических процессов в мозге, так и на развитие целых структур.

О второй волне гибели клеток речь пойдет чуть позже.

Разлука с матерью приводит к нарушениям в мозге

Беременность может сопровождаться воздействием неблагоприятных факторов. Доказано, например, что, если во время беременности женщина пребывает в состоянии стресса, это может сказаться на закладке структур гипоталамуса. Что в свою очередь уже может повлиять на мотивационное поведение, работу центров голода и жажды, центров полового поведения.

Немного истории вопроса. В 1989 году в результате народного восстания в Бухаресте произошла антикоммунистическая революция. В стране началась суматоха. Некоторым родителям пришлось отдать своих детей в детские дома. Причем либо сразу после рождения, либо в раннем возрасте.

Чуть позднее в Румынии проводились широкомасштабные исследования последствий пребывания ребенка в детском доме. Это очень известные работы. Возможно, многие из вас о них читали. Но коротко расскажу самую суть. На протяжении 12 лет исследователи наблюдали за 136 сиро-тами, одну половину из них поместили в семьи, а другую – оставили в детском доме.

Изначально состояние здоровья малышей из обеих групп было примерно одинаковым. И в семьях, и в детских домах исследователи поддерживали схожий уровень финансового благополучия. Но каким-то неясным образом в мозгу детей, оставшихся в детских домах, через восемь лет наблюдений оказалось в несколько раз меньше белого вещества (нервных волокон, проводящих сигналы между участками мозга), чем у тех, кто жил в семьях.

Нехватка белого вещества приводила к возникновению неврологических и психиатрических расстройств, в число которых входила даже шизофрения.

Исследователи предположили, что раз у детей изначально был примерно одинаковый уровень здоровья, значит, сработали какие-то факторы внешней среды.

Но реальность оказалась куда страшнее. Выяснилось, что недостаток внимания к детям со стороны матери (или других близких) в первые полтора-два года вызывает изменения в работе генов.

По одной из теорий, родитель и ребенок – это одна психофизиологическая система (до 12 лет!). Они соединены друг с другом связью, которую обеспечивает гормон окситоцин. Чем чаще мать прикасается к ребенку, поглаживает его, обнимает, тем больше окситоцина вырабатывается в его организме (да и в организме матери тоже). Окситоцин еще называют гормоном дружелюбия.

Но если этого не происходит, если ребенок остается без должного внимания, запускаются биохимические механизмы, которые могут исказить работу генов или просто выключить часть из них. Ничего себе история, не правда ли?

В более поздних исследованиях было доказано, что в подобных ситуациях у детей также чаще развивалась депрессия.

И тут возникает еще один хороший вопрос: получается, что характер ребенка – это гены, на которые влияет среда?

Канадский биолог Майкл Мини изучал, насколько сильно влияет материнская забота на развитие детенышей грызунов в первые недели с момента рождения. Так же, как и в исследовании с детским домом, часть крысят ученый забрал от матери. В норме мать-крыса вылизывает своих детенышей, почесывает, часто их касается. И лишившись такой заботы, крысята вырастали «ненормальными». Мы бы сказали «психически неуравновешенными». Они становились нервными, агрессивными и боязливыми (прятались в самые темные углы).

Все детеныши, получавшие материнскую заботу, развивались как и положено крысам. Они шли на контакт с сородичами, были энергичными, хорошо обучались и справлялись с заданиями. Что же случилось? Почему материнская забота оказала столь сильное воздействие на крысят?

Выяснилось, что у получивших заботу крыс лучше развилась область мозга под названием гиппокамп (она связана с запоминанием информации). Исследуя крыс, не получивших материнской заботы, ученые обнаружили, что внутри ДНК некоторых клеток произошли негативные изменения (в результате химических перестроек часть генов просто были выключены). По этой причине в гиппокампе уменьшилось количество рецепторов, восприимчивых к стрессовым гормонам. Из-за этого нервная система уже не могла адекватно реагировать на внешние раздражители. Иными словами, ситуации, в которых обычные крысы вели себя спокойно, вызывали у потомства, лишенного заботы, неадекватно сильный стресс.