В 1913 году Сантьяго Рамон-и-Кахаль, отец современной неврологии, заявил: «У взрослого человека нервные пути представляют собой нечто фиксированное, законченное и неизменное. Все может умереть, но ничто не может возродиться». Этот постулат быстро стал центральной догмой нейронауки, которая сохранялась многие десятилетия.
Но в 1960-х годах начали появляться доказательства того, что сейчас называется «нейропластичностью»: некоторые исследования показали, что нейроны умеют изменять свою структуру и функцию, и что мозги различных видов животных, включая млекопитающих, могут выращивать новые клетки даже во взрослом возрасте. Хотя превалирующей теорией всё еще оставалось то, что «нервные клетки не восстанавливаются», и с возрастом у нас их становится всё меньше и меньше. Что и вызывает проблемы с памятью, развитие Альцгеймера, замедление скорости реакции и так далее.
Только в 1990-х годах, когда исследования однозначно показали, что мозг взрослого человека регулярно генерирует новые клетки, догма 1910-х годов была отброшена. Сегодня широко распространено мнение, что нейропластичность — это скорее правило, чем исключение. И что каждый опыт, который мы получаем, так или иначе изменяет структуру или функцию нашего мозга. Пластичность мозга часто преподносится как какое-то чудодейственное явление, но у нее есть и темная сторона. Например, зависимости у людей тоже возникают из-за нейропластичности системы вознаграждения мозга.
А теперь новая работа показывает, что на пятом десятилетии жизни наш мозг начинает подвергаться радикальной «перестройке». Это приводит к тому, что различные сети нейронов становятся более интегрированными и связанными. Что впоследствии и вызывает воздействия на сознание. Эти изменения являются результатом того, что мозг реорганизует себя, чтобы функционировать так, как он может, с учетом истощающихся ресурсов и стареющего «железа». При этом правильное питание, регулярные физические упражнения и здоровый образ жизни могут поддерживать мозг в хорошем рабочем состоянии и приостановить изменения, в том числе даже в пожилом возрасте.
В систематическом обзоре, недавно опубликованном в журнале Psychophysiology, ученые из Университета Монаш в Австралии просмотрели результаты 144 исследований, опубликованных в период с 1986-го по 2021 год. Они стремились обобщить наши знания о том, как связи внутри человеческого мозга меняются на протяжении нашей жизни.
Собранные ими данные свидетельствуют о том, что основные изменения начинают происходить на пятом десятилетии жизни (то есть после того, как человеку исполняется 40 лет). В результате постепенной перестройки мозга различные сети становятся всё более интегрированными и связанными друг с другом в последующие десятилетия. Соответственно, усвоение новой информации начинает даваться сложнее. Хотя нейроны всё так же генерируются и восстанавливаются.
Результат: мозг пожилого человека менее модульный и более интегрированный. Разные его части меньше работают индивидуально, предпочитая полагаться на уже установившиеся связи. Он также менее эффективно отдыхает после нагрузки, поскольку разные части мозга не могут хорошо отдыхать в отдельности друг от друга.
Благодаря всё более совершенным методам сканирования, нейробиологи могут наблюдать за частями мозга, которые «загораются» в ответ на раздражители или просто задействованы в состоянии покоя. Это позволяет видеть то, как синхронизируется наш мозг.
Так вот, в раннем возрасте, в наши подростковые и юношеские годы, мозг, по-видимому, имеет многочисленные разрозненные сети с высоким уровнем внутренней связи, отражающие нашу способность к специализированной обработке данных. В результате мы можем одновременно учиться, заниматься спортом, говорить на разных языках и развивать другие таланты. Разные элементы не так сильно влияют друг на друга.
Но примерно с наших 40 лет ситуация начинает меняться. Мозг начинает становиться менее связанным внутри этих отдельных сетей и более связанным глобально между сетями. Мы не можем заниматься десятком разных задач, каждый участок мозга передает сигналы и влияет на другие участки. Которые в результате тоже устают и требуют перезарядки, даже если напрямую мы их не задействовали. К тому времени, когда мы достигаем 80-летнего возраста, мозг уже не имеет региональных специализаций и заменяет их широкими связями и полной интегрированностью разных отделов.
Такая «перестройка» оказывает ощутимое влияние на наше сознание. В исследовании ученые говорят:
Пожилые люди, как правило, демонстрируют менее гибкое мышление. Им сложнее формировать новые концепции, реакции тормозятся, есть проблемы с абстрактным мышлением, замечено более слабое вербальное и числовое мышление.
Изменения исполнительной функции мозга можно впервые увидеть у взрослых на пятом десятилетии жизни. Это согласуется с выводами систематического обзора о том, что изменения связности функциональных сетей достигают точки перегиба на четвертом и пятом десятилетии.
Но не всё совсем уж плохо для нашего стареющего мозга: «Задачи, основанные на преимущественно автоматических или хорошо отработанных процессах, менее подвержены влиянию возраста и эффективность их выполнения может даже немного увеличиваться в течение жизни. Это, например, касается словарного запаса и общих знаний», — пишут авторы.
А почему эти изменения в нейронных сетях мозга вообще происходят? Здесь есть несколько научных предположений. Ученые отмечают, что мозг — ресурсоемкий орган, жадный до простой сахарной глюкозы. «На взрослый мозг приходится примерно 2% от общей массы тела, но ему нужно примерно 20% от нашего общего потребления глюкозы».
По мере того как мы становимся старше, наши тела замедляются, а мозг в целом становится менее эффективным, как и всё остальное. В результате мозг не только получает меньше глюкозы, но и не использует это топливо с максимальной пользой. Изменения в нейронных связях, видимо, призваны помочь мозгу нормально функционировать даже в условиях уменьшающегося количества доступных ему ресурсов. Они делают его более энергоэффективным.
В общем, вывод пока такой:
В первые годы жизни происходит быстрая организация функциональных сетей мозга. Затем происходит дальнейшее совершенствование функциональных сетей примерно до четвертого десятилетия жизни. После этого топология мозга меняется, и усиливается внешняя связь между сетями. Люди в возрасте демонстрируют менее сегрегированную, менее модульную и более интегрированную систему сетей. При этом внутри некоторые сети могут оставаться относительно стабильными (например, первичные сенсорные и моторные), а другие существенно меняются (например, ассоциативные области).
