Эми Натт – Мозг подростка. Спасительные рекомендации нейробиолога для родителей тинейджеров (страница 11)

Сигналы перемещаются из одной области мозга в другую по проводящим путям, и некоторые из этих путей идут вниз через основные отделы мозга, чтобы передавать сигналы к спинному мозгу и от него. Головной мозг и спинной мозг неразрывно связаны между собой этими волокнами. Сейчас все чаще проводятся исследования, которые изучают эти связи. Поскольку через аксоны к синапсам должны проходить быстрые электрические импульсы, они действуют как провода, проводящие электрический сигнал.

И так же, как электрическому проводу необходима изоляция, чтобы электричество не рассеивалось по всей его длине, то же самое нужно и аксонам. Поскольку в нашем мозге нет резины, наши аксоны покрыты жирной субстанцией под названием миелин (смотрите рисунок 6). Миелин нужен мозгу, чтобы нормально функционировать и передавать сигнал от одного участка к другому, а также к спинному мозгу. Как мы сказали ранее, миелин производится олигодендроцитами и имеет белый оттенок из-за содержания в нем жира: отсюда и термин «белое вещество». По существу, «смазывая провода», миелин позволяет сигналам проходить по аксонам быстрее, в сотни раз увеличивая скорость нейронной передачи.

Миелин также увеличивает частоту передачи в тридцать раз, помогая сократить время восстановления синапсов между активацией нейронов. Комбинация повышенной скорости и снижения времени восстановления оценивается исследователями как примерный эквивалент увеличения пропускной способности компьютера в три тысячи раз. (Миелин также является объектом атаки при рассеянном склерозе. У пациентов с рассеянным склерозом в белом веществе имеются участки воспаления, и именно по этой причине они могут утрачивать некоторые функции, например перестать ходить. Иногда только временно, до тех пор пока не уйдет воспаление.)

При рождении кора ребенка содержит мало миелина. Это объясняет, почему передача электрических импульсов у младенцев замедленна, а их реакция столь нетороплива. Тем не менее, ствол мозга ребенка почти полностью покрыт миелином, как у взрослого, так что он может контролировать автоматические функции, такие как дыхание, сердцебиение и деятельность желудочно-кишечного тракта, необходимые для поддержания жизни.

Связи во многих других областях мозга возникают после рождения, начиная с моторных и сенсорных областей в нижней и задней частях мозга. Когда эти области покрываются миелином, младенцы могут лучше обрабатывать основную информацию от своих органов чувств – глаз, ушей, рта, носа и кожи. В первый год формируются нервные участки, которые поддерживают области мозга, вовлеченные в зрение и другие первичные чувства, а также те, которые участвует в общей двигательной активности. Вот, в частности, почему требуется около года, чтобы ребенок стал достаточно скоординированным, чтобы ходить. Большая часть мозга миелинизируется в возрасте двух лет, а высокоуровневые области, участвующие в реализации функций речи и мелкой моторики, – в течение ближайших нескольких лет. К этому времени дети готовы учиться говорить и улучшать свою мелкую моторику.

Более сложные участки мозга, особенно лобные доли, формируются гораздо дольше и заканчивают созревание, когда человеку уже за двадцать.

Все это обучение зависит от возбуждения – движущей силы в нашем мозге. Возбуждающие сигналы между нейронами создают связи, необходимые для развития мозга. Возбуждение может прийти извне или изнутри, но независимо от этого, если какой-то нейронный путь постоянно активируется, синапсы между клетками усиливаются. Таким образом, клетки, которые активируются одновременно, связываются вместе.

В развивающемся мозге, особенно в раннем детстве, когда группы нейронов и синапсов активируются, процесс возбуждения «включает» молекулярный механизм синаптогенеза (создания новых синапсов). Количество синапсов увеличивается с младенчества до подросткового возраста, с максимальной скоростью – в раннем детстве. Поскольку синаптогенез зависит от активирования клеток друг другом, мозг ребенка имеет больше возбуждающих, а не тормозных нейромедиаторов и синапсов по сравнению с мозгом взрослого, где между этими двумя видами нейромедиаторов существует баланс.

Возбуждение является ключевым элементом обучения. Период в начале жизни, в котором процессы возбуждения явно преобладают, также называют «критическим периодом», когда обучение и запоминание являются более надежными, чем в более позднем возрасте. Это позволяет мозгу быть очень чувствительным к возбуждению и развиваться. К сожалению, чрезмерное возбуждение имеет свою цену: риск перевозбуждения. Это объясняет тот факт, почему заболевания, которые являются результатом перевозбуждения, типа эпилепсии, чаще встречаются в детском возрасте, чем у взрослых. Причиной приступов эпилепсии является то, что множество клеток мозга активизируются одновременно и нет достаточной блокировки погасить возбуждение.

РИСУНОК 8. Детский мозг имеет больше возбуждающих, чем тормозных синапсов: количество синапсов увеличивается с младенчества до подросткового возраста, с максимальной скоростью —в раннем детстве.

Разветвление дендритов достигает пика в первые несколько лет жизни, но, как мы видели, оно продолжается и в подростковом возрасте. Плотность серого вещества у девочек достигает максимума в одиннадцать лет, а у мальчиков – в четырнадцать лет, и она то увеличивается, то уменьшается на протяжении всего пубертата.

РИСУНОК 9. Влияние употребления алкоголя на мозг подростка. Алкоголь повреждает не только серое вещество. Было выявлено, что у подростков, злоупотребляющих алкоголем, страдает и белое вещество. Мы знаем, что белое вещество —миелиновая оболочка, которая помогает увеличить скорость и эффективность прохождения информации через мозг, продолжает развиваться в пубертате и в начале взрослой жизни. У подростков, употребляющих алкоголь, повреждается белое вещество мозолистого тела – образования, соединяющего два полушария мозга и дающего им возможность взаимодействовать друг с другом.

Количество белого вещества, или миелина, однако, имеет только одну траекторию в подростковом возрасте: восходящую. Это обнаружили Джей Гидд и его коллеги из Национального института психиатрии, просканировав мозг почти тысячи здоровых детей в возрасте от трех до восемнадцати лет.

Как мы видели на рисунке 4, исследователи из Университета Калифорнии, Лос-Анджелес, основываясь на этих выводах, сравнили сканы молодых взрослых, в возрасте от двадцати трех до тридцати, со сканами подростков, в возрасте от двенадцати до шестнадцати. Они обнаружили, что миелин по-прежнему производится и после подросткового возраста и даже после тридцати, что делает связи между областями мозга еще более эффективными.

Без этих изолированных соединений сигнал от одной области мозга – например, страх и стресс, исходящие из миндалины, – не может связаться с другой частью мозга – например, с оценкой происходящего, которую производит лобная доля. Для подростков, чей мозг еще формируется, это означает, что иногда они оказываются в опасной ситуации, не зная, что им следует предпринять дальше.

Это подтверждается в исследовании 2010 года, проведенном британским Красным Крестом. Ученые выясняли, как подростки реагируют на чрезвычайные ситуации с участием друга, который напился.

Более десяти процентов всех детей и подростков в возрасте от одиннадцати до шестнадцати лет когда-либо имели дело с другом, который плохо себя чувствовал или даже терял сознание вследствие чрезмерного употребления алкоголя. У половины из них друг в такой ситуации полностью отключался. В более широком смысле опрос показал, что девять из десяти подростков имели дело с каким-либо кризисом с участием другого человека – травмой головы, удушьем, приступом астмы, эпилептическим припадком и т. д. Сорок четыре процента опрошенных подростков признались, что паниковали в чрезвычайной ситуации, а почти половина (сорок шесть процентов) признались, что вообще не знали, как реагировать.

Дэн Гордон, пятнадцатилетний мальчик из Гемпшира, Англия, который дал интервью газете Guardian по поводу этого исследования, рассказал о вечеринке, на которой несовершеннолетние употребляли алкоголь. После того как одна девочка упала в обморок на пол, лицом вниз, и ее начало рвать, остальные подростки в комнате запаниковали. Посчитав, что нужно просто не дать ей задохнуться, они подняли ее, с трудом вывели на свежий воздух и стали ждать, когда она придет в себя. Дэн признался репортеру, что ни он, ни кто-либо другой на вечеринке не догадался вызвать скорую помощь. Другими словами, миндалины подростков распознали опасность, но их лобные доли не отреагировали на это. Вместо этого подростки действовали, не задумываясь о будущем и живя только настоящим моментом.

Мой сын Эндрю был свидетелем похожей истории в колледже. Он гостил у своей тогдашней подруги в колледже Бостона. К соседке этой подруги приехала гостья, застенчивая первокурсница с Юга, которая быстро опьянела на какой-то студенческой вечеринке. Когда Эндрю с подругой обнаружили, что молодая девушка потеряла сознание, они запаниковали. Вместо того чтобы вызвать службу спасения 911 или представителей службы безопасности студенческого городка или отвезти ее в отделение неотложной помощи, они позвали на помощь пару друзей, а потом поехали к нашему дому, который находился примерно в десяти милях от общежития.