Нейропластичность мозга – популярная и захватывающая тема, потому что показывает, как мало мы еще знаем о себе. Нейропластичность активируется после травмы или повреждения мозга – ведь это не магия какая-то, а адаптивный способ восстановления. Сегодня известны несколько механизмов спонтанно возникающей пластичности, и усиление работы этих механизмов способствует восстановлению. Один из механизмов называется remapping (переделка карты мозга), то есть функциональная реорганизация мозга.

Так, уже давно известно, что для активации этого механизма требуется активное использование пострадавшей конечности. Пример: терапия движениями за счет ограничения, когда здоровую руку приматывают бинтами к телу, тем самым вынуждая мозг постоянно пытаться двигать (используя моторные нейроны) и ощущать (используя сенсорные нейроны) пострадавшей рукой. Это не парадигма классической «выученной беспомощности», но метафорически чуть похоже.

В эксперименте (Kraft et al., 2018) мышкам инициировали специфический инсульт в левом полушарии, приводящий к параличу правой лапки. В экспериментальной группе мышкам обстригали усики с правой стороны, потому что регион, обрабатывающий сигналы, находится рядом с поврежденным регионом, управляющим лапкой. Гипотеза заключалась в том, что мозг, в попытках восстановить работу лапки, начнет перекраивать карту, подключая другие регионы. Когда рядом появляется свободный регион – а отсутствие или значительное снижение симуляции усиков практически его «освобождает», то это должно ускорять процесс восстановления функций движения.

Так и оказалось: мышам с подстриженными усиками потребовалось 5 недель для полного восстановления функций правой лапки, тогда как мышам в контрольной группе потребовалось 7 недель, и даже тогда восстановление произошло не полностью.

Что интересно, так то, что когда усикам дали полностью отрасти, регион, который уже к тому времени управлял лапкой вместо обработки сенсорной информации, спокойно и привычно заново подключился к обработке информации с усиков, принял, так сказать, «корабль в родную гавань».

Но в условиях, когда мозг невредим, и мы хотим изменить функционал его работы для каких-то своих прихотливых целей (например, в рамках биохакинга или майндхакинга), мы можем прецизионно активировать нейропластичность. В этом исследовании много любопытного: например, то, что моторные функции были подстегнуты депривацией сенсорных функций, просто по признаку близости регионов. Это отчасти подчеркивает плодотворную идею, что почти все наше поведение – в той или иной степени, моторное, или может быть активировано через моторное поведение.

Посмотрите, как это исследование сочетается с объяснением иллюзии движения.

Kraft, A. W., Bauer, A. Q., Culver, J. P., & Lee, J.-M. (2018). Sensory deprivation after focal ischemia in mice accelerates brain remapping and improves functional recovery through Arc-dependent synaptic plasticity. Science Translational Medicine, 10(426). doi: 10.1126/scitranslmed.aag1328

Вот много говорят о зеркальных нейронах. «Зеркальные нейроны (mirror neurons) — нейроны головного мозга, которые возбуждаются как при выполнении определённого действия, так и при наблюдении за выполнением этого действия другим существом. Такие нейроны были достоверно обнаружены у приматов, утверждается их наличие у людей и некоторых птиц» (Википедия). Теория зеркальных нейронов как возможности понимать действия и эмоции других людей подвергается разумной критике за свои чрезмерно глобальные выводы. Пропоненты теории считают зеркальные нейроны создателями нашей цивилизации и причиной аутизма (в случае неполадок в таких нейронах). Факты же таковы, что про эти нейроны именно в человеке, а не обезьяне, известно пока мало, и требуются множество исследований, прежде чем переходить к обобщениям. В конце концов, зеркальные нейроны, – лишь малая часть системы понимания мира вокруг нас. Ведь это невероятная сложная задача, и едва ли наш мозг может осуществлять это с помощью небольшой группы нейронов, расположенных в моторных регионах мозга. И пока вокруг зеркальных нейронов ломают копья, посмотрим на ситуацию под другим углом.

Во-первых, теория утверждает, что когда мы, например, бьем ногой по мячу, у нас активируются моторные нейроны, для того, чтобы совершить такое действие. Когда мы сами не двигаемся, но смотрим на человека, бьющего ногой по мячу, у нас активируются те же нейроны, хотя и в меньшей степени. Интереснее то, что когда мы просто представляем себе, что сами или кто-то другой бьет ногой по мячу, в мозге происходит то же самое.

Исследования с профессиональными спортсменами доказали, что визуализация (воображение) моторных движений действительно работает. Да, можно, не вставая со стула, воображать, как вы бьете пенальти или берете высоту в прыжке, и ваши навыки в этих действиях станут измеримо улучшаться в реальном исполнении. Выяснились и несколько правил: представлять надо обязательно так, чтобы движения были успешными. Если представлять неудачи, то реальные результаты станут только хуже. Другое правило: визуализация должна обязательно сочетаться с практикой.

Вы можете провести простой эксперимент: вообразить себе, как вы пишите какое-то предложение своей недоминантной рукой. Скорость, с которой вы сможете это делать в своем воображении, будет так же мала, а ваши действия так же неуклюжи, как и в реальности! Если вы поставите себе цель научиться писать этой рукой, то, по мере обучения, ваши действия будут становиться успешнее и легче, как на бумаге, так и в воображении. Это работает именно потому, что при визуализации мы используем те же самые части мозга, которые задействованы и при реальном выполнении физических действий.

Такая невероятная способность не может оставаться невостребованной мозгом: уж слишком она хороша. Поэтому наши сновидения, согласно некоторым исследованиям, представляются именно симуляциями поведения в неясных ситуациях. Эта инсценировка для нас, во сне, представляется реальной, и мы можем безопасно потренироваться, в поисках правильного поведения и эмоционального отношения к этому. Как минимум, половина всех наших снов – симуляция, а 20% сновидений — инсценировка угрожающих событий, где наш мозг  рассматривает различные варианты выхода из них. Некоторые сны, которые мы все прекрасно знаем, кончаются неудачей, внушая нам страх и ужас – это неудачный вариант, который, тем не менее, даем нам понимание чего-то важного.

Качество мысленной симуляции ситуации зависит от опыта. Так, профессиональные хоккеисты, которых изучали в одном исследовании, существенно отличаются в симуляции ситуаций, связанных с хоккеем, от людей, которые знают о нем только понаслышке. Возможно ли, только наблюдая за действиями хоккеистов по телевизору или на стадионе, стать хорошим хоккеистом? Сегодня нет доказательств, что такой путь эффективен. Но качество симуляции будет расти, и как оказывается, это зависит даже от одного опыта взаимодействия, и этот опыт может быть пустячным.

Так, в одном исследовании люди сначала сопоставляли картинки со словами. Они могли видеть слова, например: швабра, щетка, бутылка, и соответствующие им картинки. Люди не знали, что некоторые объекты показывались им в разных ориентациях – так, одним зубная щетка показывалась горизонтально, а другим — вертикально. После этого людей отвлекли на 20 минут, а затем стали показывать на мониторе предложения, по одному слову за раз, и участники должны были нажимать кнопку, чтобы перейти к следующему слову. От них требовалось как можно быстрее решить, осмысленное ли предложение они видят.

Представьте себе: двадцать минут назад человек на секунду увидел картинку зубной щетку, в вертикальном положении, а потом получает предложение: Тетя Роза все же нашла зубную щетку на полу в ванной.

Мы начинаем мысленную симуляцию ситуации на лету, по мере чтения или прослушивания предложения. Когда человек доходит до слов «на полу» — его мозг говорит ему, что если так, то щетка должна лежать горизонтально. Но двадцать минут назад он видел ее вертикальной, и у него в мозге возникает несоответствие образов, и требуется дополнительное время для изменения воображаемой картинки! Все, кто получали такие несоответствующие картинки, демонстрировали задержку во времени реакции.

Это говорит о том, что даже мимолетный опыт меняет процесс воображения, и влияет на понимание. Поэтому если опыт человека в какой-то сфере занимает десятки тысяч часов, то его воображение знакомой ситуации будет существенно отличаться от воображения новичка. Еще это говорит о том, что для понимания мира мы постоянно воображаем его в мозгу – каждый объект, который видим, звук, который слышим и слова, которые читаем.

Симуляция буквально ведет себя также, как и реальность. Попробуйте, идя пешком, представить, что вы едете на велосипеде, крутя педали. У вас не получится делать это одновременно хорошо. Опять же, потому что, одно реальное действие и другое, воображаемое, начинают конкурировать за один и тот же регион мозга.

Но мы можем идти и петь, и вдобавок подбрасывать мячик теннисной ракеткой. Именно поэтому ученые долго не могли понять, почему разговоры по телефону, даже по громкоговорящей связи так сильно влияют на качество управления автомобилем. Казалось бы, вождение требует, в основном, движений рук и ног, и зрения, а разговор – движений рта и слуха. Но разгадка оказалась именно в том, о чем именно идет разговор по телефону. Когда разговор касается пространственных или зрительных аспектов, вождение ухудшается. Вас просят по телефону решить, что делать с дверью на даче, и для того чтобы это сделать, ваш мозг должен представить себе дачу, покосившуюся дверь, и начнет занимать ресурсы именно тех регионов , которые вовлечены в вождение.

Люди, у которых нарушены какие-то моторные функции, как выясняется, хуже понимают соответствующие движения других людей. Так, например, у некоторых пациентов с синдромом Паркинсона ухудшается понимание глаголов, а у больных деменцией – существительных, соответствующих их проблемам. Другие не могут зрительно оценить вес коробок, которые поднимает человек. Это происходит из-за физического ограничения воображения таких действий – ведь чтобы это понять, надо активировать регион в мозге, а он поражен. Это полезное знание, потому что есть гипотеза, что, возможно, путем обучения словам можно улучшить состояние этих больных!

Понимая это, сравнительно легко обнаружить и социально опасные патологии. Так, при показе картинок, изображающих негативные эмоции у людей, и в частности, у детей, можно, используя биометрические данные, понять, ощущает ли смотрящий такие же эмоции, иными словами, переживает ли он эмпатию. У некоторых людей, которых можно назвать социопатами, такая способность физически ограничена – их мозг не может активировать соответствующие регионы мозга, чтобы понять переживания других людей.

Когда мы развиваем свое воображение, вспоминая прошлые события (а мы именно реконструируем их каждый раз) или читая художественные книги, мы начинаем лучше понимать окружающий нас мир. Так, мир Фенимора Купера активирует зрительную система, чтобы видеть, как индеец замер и слился с деревом, заметив оленя, слуховую систему, чтобы слышать, как едва скрипит тетива его лука, обонятельную систему, чтобы чувствовать грибной запах осеннего леса. Моторная кора также активируется, и напрягаются мускулы, как если бы вы сами держали в руках лук с натянутой тетивой. Поэтому чтение хорошей художественной литературы — занятие весьма полезное, по многим причинам, в том числе, и для своего будущего.

Наше воображение – мощная способность. Каждую секунду мы стараемся понять мир вокруг нас, и когда нам это не удается, это потому, что нам сложно это представить. Это удивительно, ведь мы можем представлять даже очевидно несуществующие объекты: единорогов, зомби-вегетарианцев или розовощеких амуров.

Возможно, мы как раз можем это, потому что читали увлекательные (и значит эмоционально-заряженные) книжки про это, или смотрели фильмы. Стивен Кинг, например, умеет увлечь нас и обогатить наше воображение какой-нибудь жуткой гадостью, которой, как мы знаем, не существует, но которую после чтения мы легко можем вообразить (и бояться ее).

Другой подход — тренироваться. Стоит попробовать «королевский» метод улучшения воображения:

«- Не может быть! — воскликнула Алиса. — Я этому поверить не могу!

—  Не можешь? — повторила Королева с жалостью. — Попробуй еще раз: вздохни поглубже и закрой глаза.

Алиса рассмеялась.
—  Это не поможет! — сказала она. — Нельзя поверить в невозможное!

—  Просто у тебя мало опыта, — заметила Королева. — В твоем возрасте я уделяла этому полчаса каждый день! В иные дни я успевала поверить в десяток невозможностей до завтрака!» (Льис Кэролл. Алиса в стране чудес).

Кроме понимания настоящего, наше воображение готовит нас к будущему, где нам и предстоит провести всю оставшуюся жизнь. Гарвардских психолог Дэниел Гилберт заметил (Gilbert, 2006): «Самое великое достижение человеческого мозга – его способность представлять объекты и эпизоды, которые не существуют в реальном мире, и эта способность дает нам возможность думать о будущем. Как сказал один философ, человеческий мозг – машина предвосхищения, и творение будущего сама важная работа которой он занят».

Bergen, B. K. (2012). Louder than words: the new science of how the mind makes meaning. New York, NY: Basic Books.

Bosbach, S., Cole, J., Prinz, W. & Knoblich, G. (2005). Inferring another’s expectation from action: the role of peripheral sensation. Nature Neuroscience, 8, 1295-1297.

Gilbert, D. (2006). Stumbling on Happiness. New York: Alfred A. Knopf.

Malcolm-Smith, S., Koopowitz, S., Pantelis, E., & Solms, M. (2012). Approach/avoidance in dreams. Consciousness and Cognition, 21(1), 408-412.

Wassenburg, S. I. & Zwaan, R. A. (2010). Readers routinely represent implied object rotation: The role of visual experience. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 63, 1665–1670.

Weinberg, R. (2008). Does imagery work? Effects on performance and mental skills. Journal of Imagery. Research in Sport and Physical Activity, 3(1), 1–21.

Woolfolk, R. L., Parrish, M. W., & Murphy, S. M. (1985). The effects of positive and negative imagery on motor skill performance. Cognitive Therapy and Research, 9, 335–341.