1. Книги
  2. Общая биология
  3. Роберт Сапольски

Биология добра и зла. Как наука объясняет наши поступки

Роберт Сапольски (2017)
Обложка книги

Как говорит знаменитый приматолог и нейробиолог Роберт Сапольски, если вы хотите понять поведение человека и природу хорошего или плохого поступка, вам придется разобраться буквально во всем — и в том, что происходило за секунду до него, и в том, что было миллионы лет назад. В книге автор поэтапно — можно сказать, в хронологическом разрезе — и очень подробно рассматривает огромное количество факторов, влияющих на наше поведение. Как работает наш мозг? За что отвечает миндалина, а за что нам стоит благодарить лобную кору? Что «ненавидит» островок? Почему у лондонских таксистов увеличен гиппокамп? Как связаны длины указательного и безымянного пальцев и количество внутриутробного тестостерона? Чем с точки зрения нейробиологии подростки отличаются от детей и взрослых? Бывают ли «чистые» альтруисты? В чем разница между прощением и примирением? Существует ли свобода воли? Как сложные социальные связи влияют на наше поведение и принятие решений? И это лишь малая часть вопросов, рассматриваемых в масштабной работе известного ученого.

Оглавление

Купить книгу

Приведённый ознакомительный фрагмент книги «Биология добра и зла. Как наука объясняет наши поступки» предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

Глава 5

За недели и месяцы до…

Поступок совершен: курок нажат или рука прикоснулась к руке — и о смысле этих поступков можно судить только из их контекста. Но почему случилось именно так, а не иначе? Мы узнали, что за секунду до поступка из мозга к телу исходят определенные нервные импульсы, что за минуты и часы до этого определенные сенсорные стимулы вызывают возбуждения в мозге, а за часы и дни до поступка меняется чувствительность определенных частей мозга, потому что они подвергаются воздействию гормонов. А до того? Какие события, происходившие за дни и месяцы до поступка, предопределили его?

Глава 2 познакомила нас с пластичностью нейронов: самые разные события могут их менять. Меняются сила дендритного входа, аксонные холмики, которыми инициируются потенциалы действия, продолжительность рефрактерного периода. В предыдущей главе мы обсуждали, как тестостерон меняет возбудимость нейронов миндалины, а глюкокортикоиды снижают возбудимость нейронов префронтальной коры. И даже как прогестерон стимулирует ГАМК-ергические нейроны, снижающие возбудимость других нейронов.

На изменение пластичности такого рода требуется несколько часов. Мы теперь обратимся к другой пластичности, той, на которую уходят дни и месяцы. Дни и месяцы — это сколько? Это промежуток времени, в который уложились и Арабская весна, и Зима тревоги нашей[130], и Лето любви со всеми своими проблемами… В этот же промежуток укладываются и колоссальные изменения, которые затрагивают структуру мозга.

Нелинейное возбуждение

Начнем с малого. Как могут события, произошедшие месяц назад, спровоцировать изменения в сегодняшнем синапсе? Как синапс может вообще «запоминать»?

Когда нейробиологи в начале XX в. начали интересоваться сущностью памяти, они задавали этот вопрос по-другому, на макроуровне: как сам мозг может запоминать? Тут все очевидно: раз память хранится в мозге, в нейронах, то новая память требует и нового нейрона.

Эта идея с треском провалилась, когда было доказано, что у взрослых людей новые нейроны не образуются. Но с совершенствованием техники микроскопирования стала доступна для визуального наблюдения ошеломительная по сложности сеть ветвящихся дендритов и аксонных окончаний. Возможно ли, что новая память требует отращивания новой веточки на аксоне или дендрите?

А потом узнали про синапсы, и стала развиваться нейромедиаторология; тогда гипотеза о носителе новой памяти видоизменилась. Для новой памяти нужно сформировать новый синапс, т. е. новую связь между окончанием аксона и дендритным шипиком.

Вскоре и эта версия отправилась на свалку истории: тут постарался канадский нейробиолог Дональд Хебб, человек такой провидческой мудрости, что и сейчас, через почти 70 лет после опубликования его фундаментального труда «Организация поведения» (The Organization of Behaviour), нейробиологи покупают себе китайских болванчиков[131] с головой Хебба. Эта книга вышла в свет в 1949 г., в ней ученый предложил новую гипотезу, ставшую общепринятой на сегодняшний день. Для формирования нового воспоминания новые синапсы не нужны (и тем более новые нейроны или их отростки), а нужно лишь усилить уже существующие{256}.

Как понимать слово «усилить» в данном случае? А понимать это нужно в контексте связи между нейронами. Если нейрон А связан синапсом с нейроном В, то после «усиления» потенциалу действия нейрона А проще вызывать потенциал действия в нейроне В. И связка данных событий, потенциалов, становится все теснее; это и есть «запоминание». «Усиление» в терминах клеточного строения означает, что волна возбуждения в дендрите распространяется дальше, подходя ближе к отстоящему аксонному холмику, месту выхода аксона.

В многочисленных исследованиях показано, что действие, раз за разом приводящее к повторению возбуждения в синапсе, «усиливает» его. И ключевую роль в этом процессе играет нейромедиатор глутамат.

Вспомним главу 2. В ней среди прочего говорилось о том, что возбуждающий нейромедиатор связывается с рецептором в постсинаптическом дендритном шипике. Как выяснилось, это влечет за собой открытие натриевого канала, а вслед за тем в клетке распространяется всплеск возбуждения.

Глутамат работает более изощренно, и это оказывается важно для процесса обучения. Сильно упрощенная схема примерно такова. Обычные дендритные шипики несут один тип рецепторов, но в тех, что связываются с глутаматом, таких рецепторов два типа. Первый тип — обычный, называется «non-NMDA-рецептор». При связывании этого рецептора с глутаматом все происходит классическим образом: небольшая порция глутамата запускает в клетку капельку натрия, и возбуждение чуточку подскакивает. Второй, NMDA-рецептор, действует нелинейно, по принципу порогового значения. В обычном случае он не отвечает на поступление глутамата. Не отвечает до тех пор, пока все новые и новые рецепторы non-NMDA не свяжутся со своими порциями глутамата и после этого в клетке окажется повышенное количество натрия. И вот тогда все рецепторы NMDA вдруг как активируются, отвечая на весь накопившийся глутамат! Все их ионные каналы открываются разом, и в результате клеточное возбуждение резко подскакивает.

В этом и состоит сущность обучения. На лекции лектор что-то говорит, а у слушателя в одно ухо влетает, в другое вылетает. Лектор повторяет свою мысль, а потом и другую ее сторону продемонстрирует. И если повторить ее несколько раз, то — ага! Вот оно! На слушателя снисходит озарение, ему все становится ясно. На синаптическом уровне это озарение заключается в том, что своими повторениями лектор заставил аксон потихоньку выделять глутамат; и вот момент настал: сработали рецепторы NMDA — и дендритные шипики внезапно получили новую информацию.

«Ага! Вот оно!» и настоящее запоминание

Но это только самое начало. Нужно ведь, чтобы явленная посреди лекции мысль удержалась хотя бы час, не говоря уже о том, чтобы дождаться в голове экзамена. Как же получается так, что этот всплеск возбуждения сохраняется, не сглаживается, а рецепторы NMDA — запоминают, т. е. в будущем при необходимости с легкостью активируются? Как это повышенное возбуждение становится долговременным?

И вот теперь самое время представить вам долговременную потенциацию (LTP — от англ. long-term potentiation). Впервые она была продемонстрирована Терье Лёмо из Университета Осло; ее суть в том, что первая вспышка активации NMDA вызывает длительное увеличение возбудимости синапса[132]. Над разгадкой секрета долговременной потенциации билось множество светлых голов. И выяснился следующий ключевой факт: NMDA-рецепторами открываются не натриевые каналы, а кальциевые; в клетку попадает именно кальций. В результате происходит целый ряд изменений, и вот некоторые из них:

а) Волна кальция приводит к вставке новых глутаматовых рецепторов в мембрану дендритного шипика. В результате нейрон легче откликается на появление глутамата[133].

б) Кальций меняет также и те глутаматовые рецепторы, которые уже находятся в мембране, на переднем фронте дендритного шипика. У каждого повышается чувствительность к глутаматовым сигналам[134].

в) Кальций запускает синтез определенных нейромедиаторов в шипике; эти нейромедиаторы выделяются в синаптическую щель и отправляются в обратном направлении, т. е. к окончанию аксона. Оказавшись на месте, они, когда в аксоне в будущем возникнет потенциал действия, увеличат выход глутамата.

Иными словами, долговременная потенциация выражается в том, что аксон со своей пресинаптической стороны кричит «ГЛУТАМАТ!» громче, а шипик со своей постсинаптической стороны слушает внимательнее.

Есть и другие механизмы долговременной потенциации. Ученые спорят, какой из механизмов главнее (склоняясь, как правило, к предмету своего изучения) в реальных процессах обучения. Что для обучения важнее — постсинаптические или пресинаптические трансформации: вот основная тема дебатов специалистов{257}.

Пока обсуждалась долговременная потенциация, пришло время для следующего открытия, восстановившего равновесие во Вселенной. Речь идет о долговременной депрессии (LTD — от англ. long-term depression) — зависимом от опыта долговременном снижении синаптической возбудимости (любопытно, что механизмы LTD не являются просто повернутыми вспять механизмами LTP). Ее, LTD, нельзя считать и функциональной противоположностью LTP: долговременная депрессия не является основой забывания, она, скорее, обостряет сигнал, затушевывая лишние шумы.

И наконец, вот что: следует понимать, где долговременный, а где долгое время. Как мы говорили, одним из основополагающих механизмов LTP является трансформация рецепторов в сторону более чуткого реагирования на глутамат. Подобное преобразование сохраняется, пока работают рецепторы, измененные в ходе долговременной потенциации. Но продолжительность их жизни измеряется днями, за это время они накапливают дефекты из-за вредного действия радикалов кислорода, деградируют и заменяются на новые (такие процессы свойственны любым белковым молекулам в клетках). Поэтому изменения при долговременной потенциации каким-то образом передаются следующим поколениям рецепторов. А как еще восьмидесятилетние бабушки и дедушки могут помнить свой детский сад?

Все это прекрасно, но пока что мы говорили о запоминании некоторой явной информации, к примеру телефонного номера, т. е. о том, чем занимается гиппокамп. А нас больше интересует другое — как мы учимся бояться, контролировать себя, сочувствовать или даже относиться к кому-то с безразличием.

Синапсы, выделяющие глутамат, находятся не только в гиппокампе. Они, как и долговременная потенциация, присутствуют во всей нервной системе. Для многих исследователей, которые изучали LTP в гиппокампе, это явилось неприятным открытием: одно дело, когда Шопенгауэр читает Гегеля, а в это время в его гиппокампе происходит долговременная потенциация, и совсем другое, когда та же долговременная потенциация обнаруживается в спинном мозге при обучении тверку[135].

Тем не менее LTP происходит по всей нервной системе[136]{258}. Например, при выработке условных рефлексов на боль долговременная потенциация затрагивает базолатеральную миндалину. Затем, при необходимости контролировать миндалину, LTP имеет место в лобной коре. Именно так дофаминовая система учится связывать стимул с наградой — например, у наркоманов то конкретное место, где они получали наркотик, немедленно вызывает страстное желание.

А теперь добавим к этой системе гормоны, переведя таким образом наши идеи о стрессе на язык нейронной пластичности. Небольшой, проходящий стресс (а мы считаем его хорошим, стимулирующим) порождает в гиппокампе долговременную потенциацию, тогда как продолжительный стресс обрывает ее и порождает там долговременную депрессию. И это одна из причин, почему наш здравый смысл временами трещит по швам. Вот так и выводится закон оптимального уровня стресса Йеркса — Додсона[137] — он предписан нам синапсами{259}.

Затяжной стресс и высокий глюкокортикоидный фон имеют, помимо того, и другие следствия. В частности, в миндалине они усиливают LTP и подавляют LTD, ускоряя выработку реакции страха; а в лобной коре в этих условиях LTP ослабляется. И что получится, если скомбинировать эти эффекты? Итогом будут более возбудимые синапсы в миндалине и менее возбудимые в лобной коре; перед нами переживающий стресс человек, вспыльчивый, со слабым контролем поведения{260}.

Назад из мусорной корзины

Сейчас в представлениях о механизмах памяти доминирует гипотеза синаптического усиления. Но удивительным образом пригодилась и забракованная идея о формировании новых синапсов. Когда научились считать синапсы в нейронах точнее — спасибо новой технике, — выяснилось, что если крыс содержать в разнообразной, стимулирующей обстановке, то число синапсов в гиппокампе растет.

Применяя изощреннейшие методики, можно наблюдать, как по ходу обучения у крысы меняется та или иная дендритная веточка. И это фантастика! Мы видим, как за минуты или часы отрастает новый дендритный шипик, тянется к нависшему рядом аксональному кончику. А спустя неделю-другую между ними формируется и функциональный синапс, который стабилизирует новое воспоминание/навык (при других обстоятельствах дендритный шипик, наоборот, втягивается, а синапс исчезает).

И этот индуцированный действием синаптогенез взаимоувязан с долговременной потенциацией: когда в синапсе происходит LPT, кальциевая цунами в шипике запускает заодно и формирование нового шипика по соседству.

Новые синапсы появляются по всему мозгу. Разучиваешь какие-нибудь гимнастические упражнения — синапсы возникают в моторной коре, смотришь на что-то много раз — вот они и в зрительной коре. А если трогать крысу за усики один раз, другой, третий — то новые синапсы появляются у крысы, в вибриссовой зоне коры{261}.

Более того, когда в нейроне сформировано достаточно много новых синапсов, то количество и длина веточек дендритного «дерева» тоже возрастают, увеличивая, таким образом, число вероятных аксональных переговорных пунктов.

В истории об оптимальном стрессе (закон Йеркса — Додсона) стрессу и глюкокортикоидам отведена своя роль. Средний, проходящий стресс и соответствующий ему уровень глюкокортикоидов увеличивают число шипиков в гиппокампе, а длительный стресс (со своим уровнем глюкокортикоидов) действует в противоположном направлении{262}. И даже еще хуже: при хронической депрессии и тревожных состояниях — двух синдромах, которые характеризуются повышенным уровнем глюкокортикоидов, — уменьшается количество шипиков и размер самого дендритного дерева в гиппокампе. И дело тут в пониженном количестве фактора роста BDNF, о котором говорилось в предыдущей главе.

Хронический стресс и высокий уровень глюкокортикоидов вызывают редукцию шипиков и потерю синапсов, снижают уровень молекул склеивания нервных клеток, стабилизирующих синапсы (NCAM, от англ. neural cell adhesion molecule), уменьшают выброс глутамата в лобной коре. Чем больше выражены эти изменения, тем труднее принимать решения, тем хуже внимание{263}.

В главе 4, как мы помним, сообщалось, насколько явно стресс усиливает взаимосвязь лобной коры и двигательных отделов мозга и при этом ослабляет связь лобной коры и гиппокампа. В результате принятие решений идет по накатанной, а новые обстоятельства во внимание не принимаются. В том же ключе срабатывает хронический стресс: он увеличивает число шипиков в лобно-моторных путях и уменьшает его в лобно-гиппокамповых{264}.

Добавим к отличиям миндалины от лобной доли и гиппокампа еще одно: хронический стресс увеличивает уровень BDNF и количество дендритов в БЛМ, таким образом укрепляя реакцию страха и усиливая тревожность{265}. То же самое происходит и в том транспортном узле, из которого расходятся пути из миндалины в другие части мозга (это ЯЛКП). Вспомним, что если БЛМ включена в формирование реакции страха, то центральная миндалина занимается врожденными фобиями. И любопытно, что стресс не затрагивает врожденные фобии и не влияет на число шипиков нейронов центральной миндалины.

Заметим здесь интереснейшую особенность, а именно связь с контекстом. Когда у крысы в ответ на ужас вырабатываются тонны глюкокортикоидов, это приводит к атрофии дендритов в гиппокампе. Но когда она с удовольствием бегает в колесе, выбрасывая точно такое же количество глюкокортикоидов, то дендриты, наоборот, растут. Выглядит все так, как будто гиппокамп должен приписать эти глюкокортикоиды «хорошему» или «плохому» стрессу, а затем дать — или, соответственно, не давать — указание миндалине вступать в игру{266}.

На число шипиков и длину дендритных отростков в гиппокампе и лобной коре положительно влияет эстроген{267}. У самок крыс дендритные деревья вытягиваются и сжимаются, как аккордеон, в согласии с овуляционным циклом: эстроген растет — и деревья растут (и между прочим, когнитивные показатели у самок растут тоже)[138].

Резюмируем: нейроны могут отращивать новые дендритные веточки и шипики, увеличивая размер дендритного дерева, или — в других обстоятельствах — могут их уменьшать; а гормоны при этом выступают в качестве исполнителей.

Пластичность аксонов

Между тем на другом конце нейрона, аксональном, есть своя пластичность: аксоны могут давать свои ростки, которые отправляются осваивать новые пути. Вот удивительнейший и нагляднейший пример. Когда незрячий человек учится читать по шрифту Брайля, у него, как и положено, активируется тактильная область, но кроме нее, заметьте, возбуждается одновременно и зрительная кора{268}. Иными словами, нейроны, которые обычно посылают аксоны в тактильную область, обрабатывающую информацию от кончиков пальцев, на этот раз заставляют аксоны уйти с маршрута на тысячи нейронных миль и дорасти до зрительной области. Описан один поразительный случай слепой от рождения женщины, у которой вследствие инсульта пострадала зрительная кора. В результате она потеряла способность читать по Брайлю. Выпуклые буквы казались ей теперь плоскими, нечеткими — но при этом другие тактильные функции остались в норме. В другом исследовании слепых людей учили ассоциировать буквы Брайля с определенным звуковым тоном; нужно было добиться того, чтобы последовательность звуков воспринималась как последовательность букв или слов. И когда такие обученные испытуемые «читали со звуком», то у них возбуждалась та часть зрительной коры, которая активируется при чтении у зрячих. Сходные явления известны и для глухих, использующих жестовый язык. Когда они смотрят на поющего человека, у них активируется та часть слуховой коры, которая в обычном случае возбуждается звуками речи.

При травмах нервная система может несколькими способами перепланировать себя. Предположим, при инсульте у человека повреждена часть коры, которая отвечает на тактильные сигналы, поступающие от руки. Тактильные рецепторы в пальцах в норме, но им не с кем вести переговоры. И в результате человек теряет чувствительность. Спустя месяцы, а иногда и годы аксоны, идущие от этих рецепторов, отращивают новые ветки в соседние области коры и там формируют новые синапсы. В результате руке вернется чувствительность, пусть и менее точная, чем раньше (так же снизится чувствительность той части тела, нейроны которой проецируются в область коры, принявшую аксонов-перебежчиков).

Давайте вообразим, что перестали работать тактильные рецепторы ладони. Теперь от них не идут аксоны к соответствующей области коры. Но кора не выносит пустоты, и вот уже аксоны от осязательных нейронов запястья пускают свои веточки на заброшенную соседнюю территорию в коре. Представим, что будет при деградации сетчатки, когда рецепторы из нее больше не посылают сигналов в зрительную кору. Как в случае со слепыми людьми, нейроны от кончиков пальцев, обученные читать азбуку Брайля, отсылают отростки в зрительную область, обустраивая там свой собственный лагерь. Или ситуация с псевдотравмой: после нескольких дней, проведенных испытуемым с повязкой на глазах, его слуховые нейроны начинают переориентироваться на зрительную область (и уходят обратно, когда повязку снимают){269}.

Предположим, что отростки нейронов из осязательной области, относящейся к кончикам пальцев, обученным азбуке Брайля, ушли в зрительную кору. И допустим, мы знаем, что тактильная область коры далеко отстоит от зрительной коры. Тогда нужно понять, каким образом нейроны, занятые осязанием, узнают:

а) что где-то в зрительной области есть пустующая территория;

б) что скучающие зрительные нейроны поспособствуют преобразованию выпуклостей под пальцами в читабельную информацию;

в) как вообще отправить аксональный отросток на неизведанную доселе территорию.

Сейчас ученые как раз и работают над этими вопросами.

Что происходит, когда слуховые нейроны посылают свои отростки в не занятую делом зрительную кору, расширяя таким образом зону своего влияния? У слепого обостряется слух — вот что происходит: мозг восполняет дефицит одной функции за счет усиления другой.

Итак, отростки сенсорных нейронов можно перенаправить в другие места. И если уж зрительные нейроны оказываются вовлечены в чтение по Брайлю, то и они, в свою очередь, вынуждены перепланировать путь собственных отростков в новые, соответствующие задаче места, где опять же потребуется перепланировка. Это волны пластичности.

Перепланировка постоянно происходит и в отсутствие травм. Мой любимый пример — музыканты. У них области коры, вовлеченные в обработку звуковой информации, существенно больше, чем у немузыкантов. Особенно это касается областей, отвечающих за звуки их собственного инструмента и определение высоты голоса. Чем раньше ребенка начинают учить музыке, тем сильнее эта перестройка{270}.

Для такой перепланировки не требуется десятилетий практики, как показал в своей красивой работе Альваро Паскуаль-Леоне из Гарвардского университета{271}. Добровольцев-немузыкантов каждый день по два часа учили играть на пианино упражнение для пяти пальцев. Через несколько дней тренировок область моторной коры, заведующая движениями руки, расширилась, правда, это увеличение без последующих тренировок сохранялось всего около суток. По существу похоже на открытый Хеббом процесс, т. е. на усиление уже существующих связей после повторов действий. Но если ученик упорен в своих занятиях — по два часа ежедневно, то через четыре сумасшедшие недели перестройки в коре не исчезают, а сохраняются еще в течение многих дней. Предположительно, по мере тренировок отрастают новые аксоны и формируются новые нейронные связи. Любопытно, что такие же перестройки в коре происходили и у тех, кто это упражнение не играл по два часа в день, а воображал по два часа в день, как он его играет.

Еще одним примером подобных перестроек является расширение зоны коры, связанной с чувствительностью кожи вокруг сосков; это расширение регистрируется у самок крыс сразу после рождения детенышей. И другой пример — совсем иного рода: когда учишься жонглировать, то через несколько месяцев тренировок расширяется область зрительной коры, которая обрабатывает визуальную информацию о движениях[139]{272}.

Мы видим, что под влиянием опыта меняются число и сила синапсов, широта дендритного охвата и цели аксональных отростков. Пришло время самой главной революции для отяжелевшей нейробиологии.

Раскопки в куче исторического пепла

Вернемся к старой гипотезе, которую отвергли еще в те доисторические времена, когда Хебб пешком под стол ходил. А как же иначе — ведь мозг у взрослых не выращивает новые нервные клетки. Их число максимально у новорожденного, а потом оно неуклонно уменьшается, спасибо безрассудству и старению.

Чувствуете, куда мы клоним? К мозгу взрослого, и даже пожилого, человека, у которого появляются новые нейроны. Это открытие произвело революцию, началась новая эпоха. В 1965 г. внештатный преподаватель МТИ Джозеф Альтман (вместе со своим бессменным сотрудником Гопалом Дасом) впервые обнаружил признаки нейрогенеза у взрослых. Исследователи использовали совершеннейшую на тот момент технику. В новых клетках должна была быть и новенькая ДНК. Значит, нужно поискать специфические для ДНК компоненты. Возьмите раствор с составляющими ДНК, пометьте их радиоактивной меткой. Затем помеченные молекулы впрысните крысе, подождите сколько нужно и приступайте к разглядыванию крысиного мозга. Те нейроны, в которых обнаружится радиоактивная метка, родились прямо сейчас, построив себе новую ДНК.

Именно это и увидел Альтман в серии своих исследований{273}. И как он сам отмечал, первые работы были прекрасно приняты, опубликованы в хороших журналах, все радовались сделанным открытиям. Но потом, спустя несколько лет, что-то изменилось, главные нейробиологические голоса высказались против альтмановских достижений — потому что этого просто не может быть, и точка. Он не смог получить штатную должность, преподавал в Университете Пердью, где ему не дали финансирования на работы по нейрогенезу у взрослых.

Вокруг темы так и царило молчание, пока доцент Университета Нью-Мексико по имени Майкл Каплан не продолжил исследования Альтмана, но с помощью новых методик. И снова результаты исследований получили резчайшую критику от сильных нейробиологического мира, включая влиятельную в нейробиологии фигуру Паско Ракича из Йельского университета{274}.

Ракич публично забраковал работу Каплана (и попутно Альтмана), заявив, что он сам пытался найти новые нейроны, но их нет, не нашел он их, а Каплан перепутал нейроны с другими клетками. Ракич так и сказал: «Может, в Нью-Мексико они и считаются нейронами, но у нас в Йеле это не нейроны». Каплан после этого ушел из науки, а четверть века спустя, оказавшись в центре бури восторгов по поводу переоткрытого взрослого нейрогенеза, опубликовал свои краткие воспоминания, озаглавив их «Сложность внешнего окружения стимулирует нейрогенез зрительной коры: Смерть догмы и научной карьеры» (Environmental Complexity Stimulates Visual Cortex Neurogenesis: Death of a Dogma and a Research Career).

Затем на целое десятилетие наступило затишье. И вдруг из лаборатории Фернандо Ноттебома, сотрудника Университета Рокфеллера, хлынули новости. Ноттебом, исключительно грамотный и опытный нейробиолог, прекрасный во всех отношениях человек, занимался исследованием нейробиологии птичьих песенок. У него имелась хорошая, высокочувствительная техника, и с ее помощью он показал нечто замечательное: в мозге птиц каждый год при выучивании новой территориальной песенки появляются новые нейроны.

С учетом того уважения, которым пользовался Ноттебом, а также высокого качества его научных изысканий, скептически настроенным оппонентам взрослого нейрогенеза пришлось примолкнуть. Однако они зашли с другой стороны: мол, птички, песенки, все это прекрасно, но с настоящими животными, с млекопитающими как быть?

Вскоре и с млекопитающими разобрались, подтвердив результаты на крысах с помощью новейших технологий. В основном это было сделано силами Элизабет Гулд из Принстонского университета и Фреда Гейджа из Института Солка.

Вскоре очень многие, используя разработанные методики, включились в работу по нейрогенезу у взрослых, и даже — подумать только! — сам Ракич{275}. Снова с его стороны повеяло скептицизмом. Ну да, мы видим новые нейроны у взрослых, но этих новообразований мало, они живут недолго и появляются не там, где нужно, — не в коре. И более того, новообразования наблюдаются у грызунов, а про приматов нам ничего неизвестно. Однако через некоторое время и для обезьян был доказан взрослый нейрогенез[140]{276}. «Да-да, — сказали скептики, но как обстоят дела с человеком? И потом, кто сказал, что эти новые нейроны встраиваются в имеющиеся нейронные пути и там реально функционируют?»

Все это было, естественно, доказано и продемонстрировано. У взрослых людей новые нейроны появляются в гиппокампе (каждый месяц в нем заменяется около 3 % нейронов) и несколько меньше — в лобной коре{277}. Этот процесс идет на протяжении всей жизни человека. Нейрогенез в гиппокампе усиливается, например, во время обучения и повторения упражнений, при выделении эстрогена, использовании антидепрессантов, содержании в обогащенной среде, поражении мозга[141], но приостанавливается при действии стрессогенных факторов[142]{278}. И что интересно, новые нейроны, встраиваясь в действующие нервные пути, демонстрируют возбудимость, как в перинатальном мозге. Вступив в работающий коллектив нейронов, они становятся ключевыми фигурами в деле интеграции новой информации в уже существующие схемы; данный процесс иногда называют вычленением паттерна. Это происходит, когда вы понимаете, что два объекта, которые вы раньше считали одним и тем же, на самом деле различаются — тюлени и моржи, например, или разрыхлитель для выпечки и сода, или, скажем, Зои Дешанель и Кэти Перри[143].

В современной нейробиологии нейрогенез у взрослых — это горячая тема. Так, за пять лет после публикации статья Альтмана была процитирована (в положительном ключе) 25 раз, за последние пять лет она получила больше тысячи цитирований. Изучается, например, как упражнения стимулируют нейрогенез (в основном исследования направлены на исследование уровня факторов роста в мозге), как нейроны узнают, куда им расти, вызывается ли депрессия нарушением нейрогенеза в гиппокампе и является ли стимуляция нейрогенеза необходимым условием работы антидепрессантов{279}.

Почему ушло так много времени на принятие идеи о взрослом нейрогенезе? Я расспрашивал об этом целый ряд людей, имевших к данному вопросу самое непосредственное отношение. И был поражен разнообразием ответов. С одной стороны, высказывалось мнение, что когда Ракич и иже с ним держали науку в кулаке, то старались обеспечить высокое качество исследований, ведь если оглянуться на героический путь сопротивления, все же нужно признать, что не все работы были безупречны.

С другой стороны, люди говорили, что, поскольку Ракич не смог сам обнаружить взрослый нейрогенез, он и не принял его. В таком немного психоаналитическом видении истории, где адепты старого мира изо всех сил цепляются за свои догмы под натиском надвигающихся перемен, картинка немного смазывается фигурой самого Альтмана, который вовсе не был юным бунтарем, запертым в подвальных архивах. Он ведь на самом деле был даже немного старше самого Ракича и остальных главных скептиков. Хорошо бы историки как следует разобрались во всем, а вместе с ними и сценаристы, и — есть у меня такая надежда — Нобелевский комитет.

Альтман, которому на момент написания этой книги было 89 лет[144], в 2011 г. опубликовал статью с воспоминаниями{280}. Частью она звучит растерянно и горестно: все ведь сначала так обрадовались, что же произошло потом? Может, как он предполагает, нужно было меньше времени проводить в лаборатории и больше внимания уделять маркетингу, продвижению своего открытия? В статье угадывается амбивалентность некогда изгнанного, но как минимум полностью реабилитированного пророка. Он смотрит на вещи философски: да, я венгерский еврей, сбежавший из нацистского лагеря; после этого все остальное воспринимается спокойно.

И другие области нейропластичности

Мы увидели, как взрослый опыт может изменить число синапсов и дендритных веточек, перекроить нейронные связи и активировать нейрогенез{281}. Все вместе эти эффекты могут оказаться весьма значительными и реально повлиять на размер тех или иных областей мозга. Так, эстроген в постменопаузе увеличивает размер гиппокампа (в основном за счет новых дендритов и нейронов). А во время продолжительной депрессии гиппокамп сжимается, что приводит к когнитивным проблемам; атрофия гиппокампа с соответствующим увеличенным уровнем глюкокортикоидов отражает его склонность к стрессам. Проблемы с памятью и уменьшение размеров гиппокампа наблюдаются также у пациентов с хроническим болевым синдромом или синдромом Кушинга (это нарушения, при которых опухоли вызывают резкое повышение уровня глюкокортикоидов). И даже так: при посттравматических стрессах возрастает объем миндалины и, насколько нам известно, ее возбудимость. Во всех этих случаях не ясно, насколько эффекты стресса/глюкокортикоидов вызваны изменением числа нейронов или дендритных веточек[145].

Одним их ярких примеров того, что размеры тех или иных участков мозга меняются под влиянием опыта, является задняя часть гиппокампа — область, связанная с пространственной памятью. Известно, что таксистам как раз данный вид памяти и помогает заработать на хлеб с маслом. И выяснилось, что у лондонских таксистов[146] эта часть мозга увеличена. В следующем же лондонском исследовании было проведено нейросканирование мозга таксистов как до, так и после получения лицензии; а это, как отмечала газета The New York Times, самый жесткий из всех подобных отборов. У таксистов — счастливых обладателей лицензий, и только у них, за время многолетней подготовки к тестированию, как оказалось, размер задней части гиппокампа заметно увеличился{282}.

Следовательно, и опыт, и состояние здоровья, и гормональные флуктуации могут всего за несколько месяцев изменить размер тех или иных областей мозга. Упражнения и опыт плюс к этому вызывают долговременные изменения в числе рецепторов различных нейромедиаторов и гормонов, а также в количестве ионных каналов и в уровне экспрессии генов, работающих в мозге (это мы рассмотрим в главе 8){283}.

При хроническом стрессе в прилежащем ядре не хватает дофамина, в результате чего крысы начинают вести себя приниженно по отношению к товарищам, а у человека развивается депрессия. Как мы отмечали в предыдущей главе, у крысы, которая выиграла битву на своей территории, в прилежащем ядре и вентральной покрышке наблюдается долговременный рост уровня тестостероновых рецепторов и тем самым усиливается «тестостероновое» удовольствие. А еще есть такой паразит Toxoplasma gondii, который может забраться в мозг. Крыса в этом случае через несколько недель или месяцев становится совершенно бесстрашной, и даже запах кошки ее не пугает. У человека этот паразит тоже снижает уровень страха и увеличивает импульсивность, но срабатывает более тонко, чем у крыс.

В общем и целом все, что в принципе в нервной системе смогли измерить, продемонстрировало изменения в ответ на упорно действующий стимул. А при определенных условиях все измененное зачастую возвращалось в исходное состояние[147].

Некоторые выводы

Открытие взрослого нейрогенеза стало настоящей революцией; с какой стороны ни посмотреть, нейропластичность — исключительно важная область исследований. Так обычно и бывает, когда эксперты твердят, что чего-то не может быть, а оно оборачивается правдой{284}. Для нас тема привлекательна еще и потому, что в ней заключены наши оптимистические чаяния. Посмотреть хотя бы на заглавия посвященных ей книг: «Пластичность мозга: Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга», «Тренируй свой ум, измени свой мозг», «Укрощение амигдалы и другие инструменты тренировки мозга», — все они подразумевают некую новую нейрологию, т. е. такую, которая на полную катушку задействует нейропластичность.

Но кое-что все же следует воспринимать с аккуратностью.

а) Вспомним предостережение из прошлых глав: мы не принимаем оценочных суждений, в том числе и относительно нейропластичности. Для слепых и глухих людей перестройка нейронных путей видится прекрасной, волнующей и обнадеживающей. Лондонские таксисты со своим увеличенным гиппокампом — это вообще замечательно. А уж про музыкантов c разросшейся и специализированной слуховой корой нечего и говорить. Но, с другой стороны, при травмах миндалина разрастается, а гиппокамп атрофируется, формируя устойчивое ПТСР — разве это не страшно? А увеличение числа моторных нейронов при тренировке подвижности пальцев? Если речь идет о нейрохирурге, то мы только за, а если о взломщике, то мы, безусловно, против;

б) Нейропластичность определенно не бесконечна. В противном случае любое серьезное повреждение головного или спинного мозга рано или поздно залечивалось бы. И более того, пределы нейропластичности понятны на бытовом уровне. В книгах Малкольма Гладуэлла[148] есть пассажи относительно того, какое необъятное количество практики требуется, чтобы стать настоящим мастером своего дела: 10 000 часов — вот это волшебное число. Но при этом возможен откат назад, потому что даже это количество часов не гарантирует того объема нейропластичности, который превратил бы обычного человека в супербейсболиста или супервиолончелиста.

Если мы получим возможность влиять на нейропластичность при необходимости восстановить ту или иную функцию, это будет просто великолепно и исключительно перспективно для неврологии. Но данная тема далека от содержания нашей книги. Несмотря на потенциальные ресурсы нейропластичности, мы вряд ли когда-нибудь дойдем до того, чтобы, к примеру, накапать в нос какой-нибудь фактор роста и стать более открытым и милосердным или, скажем, с помощью генной терапии подкрутить нейропластичность и вылечить пациента с жалобами на неконтролируемые вспышки агрессии.

Тогда — в контексте этой книги — зачем нам нужно знать о нейропластичности? Я бы остановился на ее психологических аспектах. Тут нелишне вспомнить те фрагменты главы 2, где говорилось о нейросканировании мозга пациентов с посттравматическим синдромом, у которых наблюдалось уменьшение объема гиппокампа (очевидный пример неблагоприятного эффекта нейропластичности). Я тогда съязвил, что суды выглядели посмешищем со своим требованием томограмм мозга таких пациентов, ведь и без того очевидно, что у этих бедняг-ветеранов имеются глубокие органические поражения мозга.

Подобным образом с нейропластичностью функциональная податливость мозга более осязаема, более «научно доказуема». Да, мозг меняется. И люди меняются. Мы говорили в этой главе о неделях и месяцах — за такой промежуток времени жители некоторых арабских стран смогли из безгласных теней вырасти до низвергателей тираний, Роза Паркс, оставив позицию жертвы, оказалась катализатором мирового антирасистского процесса, Садат и Бегин перестали враждовать и стали строителями мира, Мандела из тюремного заключенного превратился в крупного политика. И не только те, кого я упомянул, — вместе с ними и все остальные были захвачены мощными событиями. Новый мир ведет к новому мировоззрению, а это означает обновленный мозг. И чем более осязаема и реальна нейробиология этих изменений, тем легче представить себе, что все эти изменения, а с ними и прекрасные события прошлого могут повториться.

Сноски

130

В данном контексте «Зима тревоги нашей» (исходно аллюзия к шекспировской фразе) — трудный период в истории США, который имел место зимой 1951/52 г. Он был связан с политическими проблемами страны, в том числе — с Корейской войной и недоверием тогдашнему президенту Гарри Трумэну. — Прим. ред.

131

Очень популярная в США игрушка. На неподвижное тело куклы насаживается голова на пружинке (у этой головы может быть лицо известной личности, в данном случае — Дональда Хебба), которая начинает качаться, если ее тронуть. — Прим. ред.

132

В то время ничего не было известно о NMDA — и non-NMDA-рецепторах.

133

Откуда берутся новые копии глутаматовых рецепторов? Далеко-далеко от дендритного шипика, в самом центре нейрона, располагается «фабрика» по производству рецепторов: это клеточное ядро, в котором находится ДНК с генами, кодирующими эти рецепторы. Ядро должно каким-то образом получить сообщение, что, мол, в одном из дендритных захолустий поднялась кальциевая волна. Так или иначе получив его, ядро принимается за синтез необходимого рецептора, а затем отправляет груз прямиком к ожидающему шипику… Но их у нейрона тысячи! Все это невероятно трудно. Обычно же все устраивается проще. У шипика есть запас рецепторов, и по сигналу кальциевой волны они встраиваются в мембрану.

134

Для самых въедливых: non-NMDA-рецепторы фосфорилируются, и из-за этого их натриевые каналы остаются открытыми дольше.

135

В действительности LTP в спинном мозге имеет большее отношение к нейропатической боли — синдрому, при котором после серьезных травм любые, даже самые безобидные, стимулы вызывают хронические болезненные ощущения. Это результат того, что спинной мозг «научился» чувствовать боль всегда. Интересно, что подобную долговременную потенциацию может отчасти вызвать воспаление, которое сопровождает первоначальную травму.

136

Механизм долговременной потенциации в других областях мозга отличается от такового в гиппокампе. Тут срабатывает третий тип глутаматовых рецепторов; а некоторые и вовсе с глутаматом не связаны. Старая гвардия долговременной потенциации считает глутаматовые рецепторы гиппокампа главными, классическими, каноническими, священными, а остальные — это просто убогие подделки.

137

Закон Йеркса — Додсона говорит об оптимальном уровне стресса при известной нагрузке: если задача легкая, то уровень внешнего стресса для наилучшего ее исполнения можно повысить, если она трудная, то внешний стресс следует уменьшить. Этот закон представляется в виде перевернутой U, которая изображена и описана в предыдущей главе. — Прим. пер.

138

Примечательно также, что у женщин с менструальным циклом связано изменение количества миелина в мозолистом теле — массивном пучке аксонов, связывающем полусферы мозга.

139

Не каждая перепланировка в мозге имеет адекватное объяснение. Несколько лет назад, в период очень серьезных испытаний, у меня развился нервный тик — когда я из-за чего-то сильно расстраивался, у меня начинали ритмично дергаться указательный и средний пальцы на левой руке. И так несколько секунд. Что за черт!? Объяснений не было, но меня восхищает произвольность мозговой перепланировки, в результате которой из «огорченной» лимбической системы что-то отдавалось постукиванием в соответствующей моторной области.

140

В своем превосходном интервью для еженедельника The New Yorker Ноттебом, излагая всю эту историю, сказал: «Паско исполнял роль твердолобого защитника стандартов. Что очень неплохо и даже необходимо… Но, как ни ужасно для меня говорить такое, я думаю, что Паско Ракич своими личными действиями затормозил развитие нейробиологии по меньшей мере на десятилетие».

141

Известие о том, что травмы, в частности при инсультах, индуцируют нейрогенез, вызвало волну радости. Ура! У мозга имеются свои способы для самовосстановления, ну не чудесно ли? Но с самого начала стало ясно, что если нейрогенез и срабатывает, то далеко не в полной мере, ведь многие неврологические инсульты оставляют после себя невосстановимую кашу. Исследования мало-помалу открывают, что новые нейроны, выросшие после инсульта, могут иногда не улучшать, а ухудшать положение, прорастая в таких областях, где они совсем некстати, встраиваясь неудобным образом в нейронные пути и вызывая склонность к припадкам. Пользуясь терминологией из главы 1, можем назвать это своего рода нейронным «патологическим альтруизмом» — будьте осторожны, когда юные нейроны, еще не знающие жизни, протягивают аксон помощи.

142

Перечисление различных факторов, которые усиливают или ослабляют нейрогенез, тонет в деталях. Если определенное число нейронов встроилось в действующий нейронный каскад, то для этого потребовалось: а) произвести некоторое количество новых клеток из стволовых клеток мозга; б) превратить некоторое количество новых клеток в нейроны; в) устроить все так, чтобы эти новые нейроны не деградировали, а, наоборот, в темпе образовали функциональные синапсы. И каждый из процессов — обучение, упражнения, стресс и т. д. — влияет по-своему на эти этапы нейрогенеза. К тому же — и это только усложняет картину — стрессовые факторы и сами разнятся. Если крыса вырабатывает глюкокортикоиды, потому что где-то неподалеку хищник и у нее включается сирена «замри-беги», то это совсем не то же самое, как если бы она в свое удовольствие бегала в колесе и у нее выбрасывалось бы ровно столько же глюкокортикоидов. В первом случае нейрогенез затормаживается, а во втором — усиливается (иными словами, «плохой» и «хороший» стресс срабатывают противоположным образом).

143

Эти американские киноактрисы внешне поразительно похожи друг на друга. — Прим. ред.

144

Джозеф Альтман скончался в 2016 г. в возрасте 90 лет. — Прим. ред.

145

В случае самого тяжелого стресса и чрезмерного уровня глюкокортикоидов можно наблюдать одну из жестоких сторон нейропластичности: когда нейроны гиппокампа вовсе отмирают. Это, естественно, чудовищная крайность, но кто знает, как срабатывают эти процессы при стрессах переходных форм и интенсивностей.

146

Лондон в донавигаторную эпоху был одним из самых сложных для автомобилистов городов мира, где и без того непростая география усложняется многочисленными улицами с односторонним движением. — Прим. пер.

147

Так, например, считалось, что по требованию обстоятельств гены, работающие в мозге, могут необратимо включаться и выключаться. Но, как выяснилось, это не так, данный процесс обратим. Так же, как и атрофия гиппокампа при синдроме Кушинга оказалось обратимой: после удаления опухоли он восстанавливается в течение года или около того. Печальная картина наблюдается при серьезной хронической депрессии; как показано во многих исследованиях, даже после успешного лечения заболевания гиппокамп не восстанавливается. А с возрастом действие депрессии усугубляется, т. к. уменьшается обратимость вызванных ею нарушений, таких как втягивание дендритных шипиков.

148

Малкольм Гладуэлл (род. в 1963 г.) — канадский журналист, автор целого ряда научно-популярных бестселлеров в области социологии.

Комментарии

256

D. O. Hebb, The Organization of Behaviour (Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 1949).

257

Общий обзор: R. Nicoll and K. Roche, “Long-Term Potentiation: Peeling the Onion,” Neuropharmacology 74 (2013): 18; J. MacDonald et al., “Hippocampal Long-Term Synaptic Plasticity and Signal Amplification of NMDA Receptors,” Critical Rev in Neurobiol 18 (2006): 71.

258

T. Sigurdsson et al., “Long-Term Potentiation in the Amygdala: A Cellular Mechanism of Fear Learning and Memory,” Neuropharmacology 52 (2007): 215; J. Kim and M. Jung, “Neural Circuits and Mechanisms Involved in Pavlovian Fear Conditioning: A Critical Review,” Nsci Biobehav Rev 30 (2006): 188; M. Wolf, “LTP May Trigger Addiction,” Mol Interventions 3 (2003): 248; M. Wolf et al., “Psychomotor Stimulants and Neuronal Plasticity,” Neuropharmacology 47, supp. 1 (2004): 61.

259

M. Foy et al., “17beta-estradiol Enhances NMDA Receptor-Mediated EPSPs and Long-Term Potentiation,” J Neurophysiology 81 (1999): 925; Y. Lin et al., “Oxytocin Promotes Long-Term Potentiation by Enhancing Epidermal Growth Factor Receptor-Mediated Local Translation of Protein Kinase Mζ,” J Nsci 32 (2012): 15476; K. Tomizawa et al., “Oxytocin Improves Long-Lasting Spatial Memory During Motherhood Through MAP Kinase Cascade,” Nat Nsci 6 (2003): 384; V. Skucas et al., “Testosterone Depletion in Adult Male Rats Increases Mossy Fiber Transmission, LTP, and Sprouting in Area CA3 of Hippocampus,” J Nsci 33 (2013): 2338; W. Timmermans et al., “Stress and Excitatory Synapses: From Health to Disease,” Nsci 248 (2013): 626.

260

S. Rodrigues et al., “The Influence of Stress Hormones on Fear Circuitry,” Ann Rev Nsci 32 (2009): 289; X. Xu and Z. Zhang, “Effects of Estradiol Benzoate on Learning-Memory Behavior and Synaptic Structure in Ovariectomized Mice,” Life Sci 79 (2006): 1553; C. Rocher et al., “Acute Stress-Induced Changes in Hippocampal/Prefrontal Circuits in Rats: Effects of Antidepressants,” Cerebral Cortex 14 (2004): 224.

261

A. Holtmaat and K. Svoboda, “Experience-Dependent Structural Synaptic Plasticity in the Mammalian Brain,” Nat Rev Nsci 10 (2009): 647; C. Woolley et al., “Naturally Occurring Fluctuation in Dendritic Spine Density on Adult Hippocampal Pyramidal Neurons,” J Nsci 10 (1990): 4035; W. Kelsch et al., “Watching Synaptogenesis in the Adult Brain,” Ann Rev of Nsci 33 (2010): 131.

262

B. Leuner and T. Shors, “Stress, Anxiety, and Dendritic Spines: What Are the Connections?” Nsci 251 (2013): 108; Y. Chen et al., “Correlated Memory Defects and Hippocampal Dendritic Spine Loss After Acute Stress Involve Corticotropin-Releasing Hormone Signaling,” PNAS 107 (2010): 13123.

263

J. Cerqueira et al., “Morphological Correlates of Corticosteroid-Induced Changes in Prefrontal Cortex Dependent Behaviours,” J Nsci 25 (2005): 7792; A. Izquierdo et al., “Brief Uncontrollable Stress Causes Dendritic Retraction in Infralimbic Cortex and Resistance to Fear Extinction in Mice,” J Nsci 26 (2006): 5733; C. Liston et al., “Stress-Induced Alterations in Prefrontal Cortical Dendritic Morphology Predict Selective Impairments in Perceptual Attentional Set Shifting,” J Nsci 26 (2006): 7870; J. Radley, “Repeated Stress Induces Dendritic Spine Loss in the Rat Medial Prefrontal Cortex,” Cerebral Cortex 16 (2006): 313; A. Arnsten, “Stress Signaling Pathways That Impair Prefrontal Cortex Structure and Function,” Nat Rev Nsci 10 (2009): 410; C. Sandi and M. Loscertales, “Opposite Effects on NCAM Expression in the Rat Frontal Cortex Induced by Acute vs. Chronic Corticosterone Treatments,” Brain Res 828 (1999): 127; C. Wellman, “Dendritic Reorganization in Pyramidal Neurons in Medial Prefrontal Cortex After Chronic Corticosterone Administration,” J Neurobiol 49 (2001): 245; D. Knox et al., “Single Prolonged Stress Decreases Glutamate, Glutamine, and Creatine Concentrations in the Rat Medial Prefrontal Cortex,” Nsci Lett 480 (2010): 16.

264

E. Dias-Ferreira et al., “Chronic Stress Causes Frontostriatal Reorganization and Affects Decision-Making,” Sci 325 (2009): 621; M. Fuchikiami et al., “Epigenetic Regulation of BDNF Gene in Response to Stress,” Psychiatry Investigation 7 (2010): 251.

265

R. Mitra and R. Sapolsky, “Acute Corticosterone Treatment Is Sufficient to Induce Anxiety and Amygdaloid Dendritic Hypertrophy,” PNAS 105 (2008): 5573; A. Vyas et al., “Chronic Stress Induces Contrasting Patterns of Dendritic Remodeling in Hippocampal and Amygdaloid Neurons,” J Nsci 22 (2002): 6810; S. Bennur et al., “Stress-Induced Spine Loss in the Medial Amygdala Is Mediated by Tissue-Plasminogen Activator,” Nsci 144 (2006): 8; A. Govindarajan et al., “Transgenic Brain-Derived Neurotrophic Factor Expression Causes Both Anxiogenic and Antidepressant Effects,” PNAS 103 (2006): 13208. Расширение ЯЛКП: A. Vyas et al., “Effects of Chronic Stress on Dendritic Arborization in the Central and Extended Amygdala,” Brain Res 965 (2003): 290; J. Pego et al., “Dissociation of the Morphological Correlates of Stress-Induced Anxiety and Fear,” Eur J Nsci 27 (2008): 1503.

266

A. Magarinos and B. McEwen, “Stress-Induced Atrophy of Apical Dendrites of Hippocampal CA3c Neurons: Involvement of Glucocorticoid Secretion and Excitatory Amino Acid Receptors,” Nsci 69 (1995): 89; A. Magarinos et al., “Chronic Psychosocial Stress Causes Apical Dendritic Atrophy of Hippocampal CA3 Pyramidal Neurons in Subordinate Tree Shrews,” J Nsci 16 (1996): 3534; B. Eadie et al., “Voluntary Exercise Alters the Cytoarchitecture of the Adult Dentate Gyrus by Increasing Cellular Proliferation, Dendritic Complexity, and Spine Density,” J Comp Neurol 486 (2005): 39.

267

M. Khan et al., “Estrogen Regulation of Spine Density and Excitatory Synapses in Rat Prefrontal and Somatosensory Cerebral Cortex,” Steroids 78 (2013): 614; B. McEwen, “Estrogen Actions Throughout the Brain,” Recent Prog Hormone Res 57 (2002): 357; B. Leuner and E. Gould, “Structural Plasticity and Hippocampal Function,” Ann Rev Psych 61 (2010): 111.

268

R. Hamilton et al., “Alexia for Braille Following Bilateral Occipital Stroke in an Early Blind Woman,” Neuroreport 11 (2000): 237; E. Striem-Amit et al., “Reading with Sounds: Sensory Substitution Selectively Activates the Visual Word Form Area in the Blind,” Neuron 76 (2012): 640.

269

S. Florence et al., “Large-Scale Sprouting of Cortical Connections After Peripheral Injury in Adult Macaque Monkeys,” Sci 282 (1998): 1117; C. Darian-Smith and C. Gilbert, “Axonal Sprouting Accompanies Functional Reorganization in Adult Cat Striate Cortex,” Nat 368 (1994): 737; M. Kossut and S. Juliano, “Anatomical Correlates of Representational Map Reorganization Induced by Partial Vibrissectomy in the Barrel Cortex of Adult Mice,” Nsci 92 (1999): 807; L. Merabet and A. Pascual-Leone, “Neural Reorganization Following Sensory Loss: The Opportunity of Change,” Nat Rev Nsci 11 (2010): 44; A. Pascual-Leone et al., “The Plastic Human Brain Cortex,” Ann Rev Nsci 28 (2005): 377; B. Becker et al., “Fear Processing and Social Networking in the Absence of a Functional Amygdala,” BP 72 (2012): 70; L. Colgin, “Understanding Memory Through Hippocampal Remapping,” TINS 31 (2008): 469; V. Ramirez-Amaya et al., “Spatial Longterm Memory Is Related to Mossy Fiber Synaptogenesis,” J Nsci 21 (2001): 7340; M. Holahan et al., “Spatial Learning Induces Presynaptic Structural Remodeling in the Hippocampal Mossy Fiber System of Two Rat Strains,” Hippocampus 16 (2006): 560; I. Galimberti et al., “Long-Term Rearrangements of Hippocampal Mossy Fiber Terminal Connectivity in the Adult Regulated by Experience,” Neuron 50 (2006): 749; V. De Paola et al., “Cell Type — Specific Structural plasticity of Axonal Branches and Boutons in the Adult Neocortex,” Neuron 49 (2006): 861; H. Nishiyama et al., “Axonal Motility and Its Modulation by Activity Are Branch-Type Specific in the Intact Adult Cerebellum,” Neuron 56 (2007): 472.

270

C. Pantev and S. Herholz, “Plasticity of the Human Auditory Cortex Related to Musical Training,” Nsci Biobehav Rev 35 (2011): 2140.

271

A. Pascual-Leone, “Reorganization of Cortical Motor Outputs in the Acquisition of New Motor Skills,” in Recent Advances in Clin Neurophysiology, ed. J. Kinura and H. Shibasaki (Amsterdam: Elsevier Science, 1996), pp. 304–8.

272

C. Xerri et al., “Alterations of the Cortical Representation of the Rat Ventrum Induced by Nursing Behavior,” J Nsci 14 (1994): 171; B. Draganski et al., “Neuroplasticity: Changes in Grey Matter Induced by Training,” Nat 427 (2004): 311.

273

J. Altman and G. Das, “Autoradiographic and Histological Evidence of Postnatal Hippocampal Neurogenesis in Rats,” J Comp Neurol 124 (1965): 319.

274

M. Kaplan, “Environmental Complexity Stimulates Visual Cortex Neurogenesis: Death of a Dogma and a Research Career,” TINS 24 (2001): 617.

275

S. Goldman and F. Nottebohm, “Neuronal Production, Migration, and Differentiation in a Vocal Control Nucleus of the Adult Female Canary Brain,” PNAS 80 (1983): 2390; J. Paton and F. Nottebohm, “Neurons Generated in the Adult Brain Are Recruited into Functional Circuits,” Sci 225 (1984): 4666; F. Nottebohm, “Neuronal Replacement in Adult Brain,” ANYAS 457 (1985): 143. Поразительная сага о нейрогенезе описана у: M. Specter, “How the Songs of Canaries Upset a Fundamental Principle of Science,” New Yorker, July 23, 2001.

276

D. Kornack and P. Rakic, “Continuation of Neurogenesis in the Hippocampus of the Adult Macaque Monkey,” PNAS 96 (1999): 5768.

277

G. Ming and H. Song, “Adult Neurogenesis in the Mammalian Central Nervous System,” Ann Rev Nsci 28 (2005): 223. Скорость замены нейронов в гиппокампе: G. Kempermann et al., “More Hippocampal Neurons in Adult Mice Living in an Enriched Environment,” Nat 386 (1997): 493; H. Cameron and R. McKay, “Adult Neurogenesis Produces a Large Pool of New Granule Cells in the Dentate Gyrus,” J Comp Neurol 435 (2001): 406. Нейрогенез у людей: P. Eriksson et al., “Neurogenesis in the Adult Human Hippocampus,” Nat Med 4 (1998): 1313. Модуляторы нейрогенеза: C. Mirescu et al., “Sleep Deprivation Inhibits Adult Neurogenesis in the Hippocampus by Elevating Glucocorticoids,” PNAS 103 (2006): 19170. Роль новых нейронов в познавательной способности: W. Deng et al., “New Neurons and New Memories: How Does Adult Hippocampal Neurogenesis Affect Learning and Memory?” Nat Rev Nsci 11 (2010): 339; T. Shors et al., “Neurogenesis in the Adult Rat Is Involved in the Formation of Trace Memories,” Nat 410 (2001): 372; T. Shors et al., “Neurogenesis May Relate to Some But Not All Types of Hippocampal-Dependent Learning,” Hippocampus 12 (2002): 578.

278

К сноске о беге, глюкокортикоидах и нейрогенезе: S. Droste et al., “Effects of Long-Term Voluntary Exercise on the Mouse Hypothalamic-Pituitary-Adrenocortical Axis,” Endo 144 (2003): 3012; H. van Praag et al., “Running Enhances Neurogenesis, Learning, and Long-Term Potentiation in Mice,” PNAS 96 (1999): 13427; G. Kempermann, “New Neurons for ‘Survival of the Fittest,’” Nat Rev Nsci 13 (2012): 727.

279

L. Santarelli et al., “Requirement of Hippocampal Neurogenesis for the Behavioral Effects of Antidepressants,” Sci 301 (2003): 80.

280

J. Altmann, “The Discovery of Adult Mammalian Neurogenesis,” in Neurogenesis in the Adult Brain I, ed. T. Seki, K. Sawamoto, J. Parent, and A. Alvarez-Buylla (New York: Springer-Verlag, 2011).

281

C. Lord et al., “Hippocampal Volumes Are Larger in Postmenopausal Women Using Estrogen Therapy Compared to Past Users, Never Users and Men: A Possible Window of Opportunity Effect,” Neurobiol of Aging 29 (2008): 95; R. Sapolsky, “Glucocorticoids and Hippocampal Atrophy in Neuropsychiatric Disorders,” AGP 57 (2000): 925; A. Mutso et al., “Abnormalities in Hippocampal Functioning with Persistent Pain,” J Nsci 32 (2012): 5747; J. Pruessner et al., “Stress Regulation in the Central Nervous System: Evidence from Structural and Functional Neuroimaging Studies in Human Populations,” PNE 35 (2010): 179; J. Kuo et al., “Amygdala Volume in Combat-Exposed Veterans With and Without Posttraumatic Stress Disorder: A Cross-sectional Study,” AGP 69 (2012): 1080.

282

E. Maguire et al., “Navigation-Related Structural Change in the Hippocampi of Taxi Drivers,” PNAS 97 (2000): 4398; K. Woollett and E. Maguire, “Acquiring “the Knowledge” of London’s Layout Drives Structural Brain Changes,” Curr Biol 21 (2011): 2109. Интересная дискуссия о том, зачем водителям лондонского такси нужен увеличенный гиппокамп, разворачивается вокруг необходимости сдавать сложнейший экзамен для получения лицензии: J. Rosen, “The Knowledge, London’s Legendary Taxi-Driver Test, Puts Up a Fight in the Age of GPS,” New York Times Magazine, November 10, 2014.

283

S. Mangiavacchi et al., “Long-Term Behavioral and Neurochemical Effects of Chronic Stress Exposure in Rats,” J Neurochemistry 79 (2001): 1113; J. van Honk et al., “Baseline Salivary Cortisol Levels and Preconscious Selective Attention for Treat: A Pilot Study,” PNE 23 (1998): 741; M. Fuxjager et al., “Winning Territorial Disputes Selectively Enhances Androgen Sensitivity in Neural Pathways Related to Motivation and Social Aggression,” PNAS 107 (2010): 12393; I. McKenzie et al., “Motor Skill Learning Requires Active Central Myelination,” Sci 346 (2014): 318; M. Bechler and C. ffrench-Constant, “A New Wrap for Neuronal Activity?” Sci 344 (2014): 480; E. Gibson et al., “Neuronal Activity Promotes Oligodendrogenesis and Adaptive Myelination in the Mammalian Brain,” Sci 344 (2014): 487; J. Radley et al., “Reversibility of Apical Dendritic Retraction in the Rat Medial Prefrontal Cortex Following Repeated Stress,” Exp Neurol 196 (2005): 199; E. Bloss et al., “Interactive Effects of Stress and Aging on Structural Plasticity in the Prefrontal Cortex,” J Nsci 30 (2010): 6726.

284

N. Doidge, The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the Front of Brain Science (New York: Penguin, 2007); S. Begley, Train Your Mind, Change Your Brain: How a New Science Reveals Our Extraordinary Potential to Transform Ourselves (New York: Ballantine Books, 2007); J. Arden, Rewire Your Brain: Think Your Way to a Better Life (New York: Wiley, 2010)

Вам также может быть интересно

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я