Примерная локализация основных функций в головном мозге человека

Биология: рост + обрезка + опыт = исполнительные навыки

При рождении мозг человека весит около 370 граммов. К концу подросткового периода масса увеличивается почти до 1360 граммов, что объясняется рядом изменений. Например, стремительно растет число нервных клеток (нейронов) в головном мозге. Чтобы ребенок думал, чувствовал или действовал, эти клетки должны взаимодействовать. Для «общения» нейроны отращивают ответвления, позволяющие им обмениваться информацией между собой и нервными клетками всего организма. Рост ответвлений, называемых аксонами и дендритами, происходит особенно быстро в младенческом возрасте. Передача информации происходит и благодаря синапсам – так называют участки между нейронами, где происходит электрический или химический контакт. У новорожденного ребенка каждая нервная клетка имеет около 2500 синапсов, и в среднем за три года это число увеличится примерно до 15 000.

В первые годы жизни также идет активная миелинизация – процесс, который начинается еще у эмбриона. Особое жиросодержащее вещество миелин окутывает аксоны, изолируя их. Благодаря этому сигналы передаются быстрее и нейроны лучше «понимают» друг друга. Миелинизация продолжается у подростков и даже у молодых взрослых и отвечает за формирование того, что часто называют белым веществом головного мозга. Белое вещество состоит из пучков аксонов, которые соединяют различные области мозга и обеспечивают их взаимодействие. Вам наверняка известен и термин «серое вещество». Он часто используется для обозначения обучающейся, мыслящей части головного мозга. Дело в том, что серое вещество состоит из нейронов, между которыми возникают синапсы. Здесь развитие происходит немного сложнее. На пятом месяце головной мозг эмбриона насчитывает около 100 млрд нейронов – примерно столько же у среднестатистического взрослого человека. А вот в раннем детстве общее число синапсов головного мозга – около квадриллиона, что значительно выше, чем у взрослого. Если бы развитие нейронов и серого вещества продолжалось такими темпами, наш мозг был бы просто огромным. Однако этого не происходит. Объем серого вещества достигает пика к пяти годам ребенка, за чем следует постепенное сокращение – синаптический прунинг (обрезка). Первоначальный рост нейронов и синапсов происходит в раннем детстве, в период быстрого обучения и накопления опыта. Однако дальнейшее увеличение числа нервных клеток может не просто помешать развитию, а подорвать его. Это стало известно благодаря недавним исследованиям.

Прунинг необходим, чтобы нужные нейронные связи, отвечающие за умственные способности, закрепились, а лишние или неиспользуемые – распались. До недавнего времени ученые считали, что такой всплеск роста нейронов и синапсов с последующей обрезкой возможен лишь однажды, когда ребенок еще маленький. Однако исследования показали, что непосредственно перед подростковым возрастом наблюдается еще один значительный скачок, а затем число нейронных связей вновь сокращается на протяжении всего периода взросления.

Как выяснили ученые, этот скачок локализуется главным образом в лобных долях, – важная информация в контексте нашей книги. В настоящее время исследователи сходятся в том, что лобные доли мозга играют ключевую, хотя и не исключительную роль в развитии исполнительных навыков. Таким образом, мы можем с уверенностью сказать, что эти области, особенно префронтальная кора, а также их связи с соседними отделами в значительной степени составляют фундамент для исполнительных навыков. Что же касается бурного наращивания нейронных связей в раннем подростковом возрасте, то это похоже на самоподготовку головного мозга к будущим вызовам, отвечать на которые придется с помощью исполнительных навыков. На рисунке 1.1 показано, за какие функции условно отвечают разные области мозга