|
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"!
|
|
