В одной из лабораторий Института биокибернетики имени Макса Планка, который находится в городе Тюбингене (Германия), ученые исследовали основные этапы созревания структур мозга у животных с момента рождения. И вот сотрудник лаборатории доктор Альмут Шуц задумала сложный, но любопытный эксперимент. Задача, казалось бы, была проста: необходимо было сравнить количество шипиков на поверхности дендритов нервных клеток мозга у морских свинок и белых крыс. Почему были выбраны именно эти животные? Прежде всего потому, что они принадлежат к одному и тому же отряду млекопитающих – грызунам, а это является одним из важных условий для сравнительного анализа. В то же время эти два вида животных имеют совершенно различные особенности развития. Если морские свинки рождаются уже зрячими, готовыми для самостоятельной жизни, то белые крысы появляются на свет совершенно слепыми, беспомощными и не способными прожить без постоянного материнского ухода. Оказалось, что эти особенности развития находят свое отражение и в тонком строении головного мозга животных. Доктор Альмут Шуц установила, что если у морских свинок дендриты нервных клеток к моменту рождения были снабжены значительным числом шипиков и их количество уже в первую неделю самостоятельной жизни возросло во много раз, то у белых крыс шипики на дендритах вообще отсутствовали, а их последующий рост проходил очень медленно. Только ко времени открывания глаз, начала активного передвижения и, наконец, самостоятельного питания количество шипиков у белых крыс лишь приблизилось к той цифре, которую уже давно достигли морские свинки.
Выходит, что головной мозг зрелорождающихся животных (в данном случае морские свинки) к моменту рождения снабжен определенным запасом шипиков, позволяющих животному активно осуществлять нормальное поведение уже с первых дней самостоятельной жизни. У незрелорождающихся (белые крысы) образование и рост числа шипиков, по-видимому, является прямым следствием восприятия животными новой информации, обучения и тренировки памяти.
Интересно, что последнее предположение нашло свое блестящее экспериментальное подтверждение в работах другого исследователя – профессора Габриеля Хорна. В его лаборатории, находящейся в Оксфордском университете (Англия), изучали одно из удивительных явлений обучения и памяти, которое впервые было описано знаменитым австрийским зоологом Конрадом Лоренцом и названо им запечатлением (по-английски – imprinting). Приведем классический пример этого явления. Новорожденные цыплята, едва вылупившись из яйца, обладают уникальной врожденной способностью мгновенно запоминать, как бы фотографировать первый увиденный ими предмет и следовать за ним. В обычных природных условиях этим «предметом», как правило, оказывалась курица-мама, и именно ее образ прочно запечатлевается в мозге вылупившихся цыплят. Отныне они будут неотступно идти за курицей, куда бы она ни пошла. Глубокий биологический смысл этого явления состоит в том, что обеспечивается охрана потомства. Природа придумала очень мудро: ведь поодиночке эти несмышленыши могли бы стать легкой добычей хищников, а так мама, не боясь растерять своих детей, может спокойно заняться необходимым делом, например поиском пищи. Такое свойство мозга – мгновенно запечатлевать окружающий мир – проявляется, однако, только в течение довольно короткого периода времени после рождения животного. Но несмотря на то, что потом эта уникальная способность утрачивается, сформированные на ее основе памятные следы остаются и могут храниться на протяжении всей жизни животного.
«Но при чем же здесь шипики?» – спросите вы. Так вот, английский физиолог Г. Хорн провел интереснейший эксперимент. Только что вылупившихся цыплят разделил на две группы. Цыплятам первой группы уже через короткое время была показана геометрическая фигура в форме пирамиды зеленого цвета. Второй же группе цыплят, служившей в эксперименте для контроля, не было предъявлено никаких объектов – символов. Затем цыплят обеих групп вновь объединили и перед ними поставили ту же самую пирамиду. Что же увидел исследователь? Те цыплята, для которых пирамида стала первым объектом знакомства с окружающим миром, сразу собрались кучкой возле нее. Любая попытка перемещения пирамиды по экспериментальному манежу влекла за собой и изменение поведения этих цыплят: тоненько попискивая, они всякий раз со всех ног бежали за зеленой «мамой». Остальные же цыплята при этом оставались невозмутимыми, продолжали спокойно разгуливать по манежу, безразлично относясь к происходящему. Стало быть, в памяти обученных цыплят запечатлелся определенный образ, который и управлял их поведением.
Цыплята, для которых пирамида стала первым объектом знакомства с окружающим миром, сразу собрались кучкой возле нее
Далее начался кропотливый поиск тех структур мозга, которые ответственны за процессы запечатления. И оказалось, что у обученных цыплят в некоторых отделах мозга количество дендритных шипиков на единицу площади в несколько раз больше, чем у необученных. Значит, такая форма обучения и памяти, как запечатление, впрямую зависит от процесса образования шипиков и увеличения синоптических контактов с ними. Примеры подобных научных поисков можно было бы продолжить, но сейчас мне хочется остановиться на главном, что вытекает из всех этих исследований. Существует распространенное мнение о том, что животное рождается на свет с определенным количеством нервных клеток мозга и их число не возрастает, несмотря на то, что по мере взросления животного масса мозга может увеличиваться. В отличие от других клеток нашего организма нервные клетки не размножаются, и их количество на протяжении индивидуальной жизни организма может только уменьшаться. (Вспомните хотя бы довольно расхожую присказку: «Не надо волноваться! Нервные клетки не восстанавливаются!») По правде сказать, с трудом верится в такую «неосмотрительность» природы. И вот оказывается, что она нашла выход из этого положения, но не за счет количественного увеличения нервных клеток, а за счет качественного совершенствования связей между ними, которое выразилось в прогрессивном увеличении числа дендритных шипиков (а значит, и контактов между клетками) по мере обучения животного, т. е. по мере освоения им окружающего мира и приобретения жизненного опыта, зафиксированного в памяти. Расстройства же процессов обучения и памяти связаны как раз с обратными явлениями «сморщивания» шипиков и разрыва контактов между клетками. Поистине «мал золотник, да дорог»!
Так учеными была раскрыта еще одна из тайн нашей психики и доказано, что такие важные для живых организмов процессы, как обучение и память, основываются прежде всего на функционировании заново формирующихся контактов между нервными клетками мозга.
Правый мозг, левый мозг
Если взглянуть на схематическое изображение мозга человека, то нетрудно заметить, что одним из самых крупных образований головного мозга являются симметрично расположенные большие полушария – правое и левое. Несмотря на то, что по морфологическому строению они весьма сходны друг с другом, их функциональная роль в осуществлении полноценной психической деятельности человека очень различна. В науке это получило название функциональной асимметрии мозга.
В настоящее время установлено, что функцией левого полушария является переработка звуковой и знаковой информации, а также чтение и счет. Так, в левом полушарии находится один из самых важных нервных центров человека – центр речи. Однако было бы ошибкой представлять его в виде какого-то маленького, локально расположенного участка мозга. Ведь сама речь – это чрезвычайно сложный процесс, включающий в себя как непосредственно речевые, так и двигательные компоненты. Поэтому центр речи – это целое «созвездие» участков, расположенных в разных местах коры левого полушария и объединенных только функционально – участием в осуществлении речевой деятельности человека. В это «созвездие» входят, к примеру, центр, ведающий произнесением слов (артикуляцией), центр прослушивания слов, центр чтения. Поскольку в этом же полушарии располагаются чувствительные и двигательные центры, управляющие координированными движениями правой (ведущей) руки человека, среди них мы без труда найдем еще одного участника нашего речевого «созвездия» – центр письма. Итак, можно сказать, что левое полушарие мозга человека управляет процессами произнесения, чтения, написания и понимания слов, в целом же восприятием и формированием устной и письменной речи, осуществлением математических операций. Но поскольку вся психическая деятельность человека, которая опирается на словесное мышление и управляется сознанием, является проявлением абстрагирующей функции мозга, левое полушарие можно считать органом абстрактного мышления человека.
Ну а что же делает правое полушарие? Установлено, что оно, в отличие от левого полушария, имеет дело с целостными образами и в его функцию входит ориентация в пространстве, различение музыкальных тонов, мелодий, различных неречевых звуков, распознавание сложных объектов (в частности, человеческих лиц), наше эмоциональное восприятие. Правое полушарие является своеобразной «фабрикой по производству сновидений». Причем надо отметить, что ряд этих процессов может проходить без контроля со стороны сознания. Вспомните, как вы воспринимаете другого человека. Вы обращаете внимание не только на его слова и поступки. Нет, вы воспринимаете его целиком, со всеми свойственными ему жестами, мимикой, интонациями, с его оценкой самого себя и других. И еще с чем-то, чего определить и выразить вы не сумеете. Многие называют это «нечто» внутренней интуицией, которая нередко позволяет, вопреки видимому внешнему образу и слышимым словам, дать истинную оценку способностям человека. Роль интуиции, в основе которой лежит образное мышление, иногда очень важна. Так, шахматист, видя всю сложную ситуацию на доске, не перебирает многочисленные варианты ее решения, а почти мгновенно останавливается на каком-то одном. Если в этот момент спросить его, почему он остановил свой выбор на нем, ему порой будет затруднительно ответить. Он пожмет плечами и скажет: «Сработала интуиция». «Образное мышление», – добавим мы.