Прислушайтесь, потенциальные маэстро. Стабилизирующий настроение препарат поможет вам добиться идеального слуха. Вы сможете определять любую ноту, которую услышите, и вам при этом не надо будет заглядывать в нотные листы.
Поскольку этот навык обычно приобретается в начале жизни, данное открытие стало первым свидетельством того, что человеческий мозг можно вернуть в детское состояние. Это позволит нам лечить болезни и раскрывать в себе те навыки, которые очень трудно, а порой и невозможно приобрести по достижении определенного возраста.
Многие способности, начиная с билингвизма и кончая спортивными успехами, заложены в нейронных цепочках, которые формируются в раннем детстве на основе приобретаемого опыта и ощущений. До семилетнего возраста мозг проходит несколько «критических периодов», когда он может претерпеть радикальные изменения под воздействием окружающей среды. Считают, что в это время он обретает повышенную пластичность.
Чтобы воспользоваться такими критическими периодами, мозг следует соответствующим образом стимулировать, чтобы он закладывал необходимые для определенных навыков и умений нейронные цепочки. Например, у детей со слабым зрением на один глаз может развиться затуманенное зрение, или амблиопия. Ее можно вылечить, закрыв здоровый глаз, поскольку в такой ситуации ребенок будет вынужден пользоваться амблиопичным глазом. Но данный метод лечения действует лишь в критический период.
Такие благоприятные моменты мимолетны и скоротечны, но ученые начинают понимать, что приводит к их завершению и как такие моменты можно повторить.
«У нас было догматическое представление о том, что в юном мозгу налицо множество факторов пластичности, которые с возрастом исчезают, и что именно по этой причине критические периоды заканчиваются, — говорит профессор неврологии из Гарвардского университета Такао Хенш (Takao Hensch). — Затем мы поняли, что независимо от того, когда начинается критический период, его продолжительность ограничена по времени. Это говорит о наличии генных программ, с началом которых пластичность прекращается».
Коллектив Хенша доказал, что некоторые физиологические изменения у животных закрывают двери пластичности. Ключевым фактором здесь является фермент гистондеацетилаза, который воздействует на ДНК и затрудняет включение и выключение тех или иных генов.
Хенш вместе с коллегами пришел к выводу, что если изменить направление этих молекулярных тормозов, то пластичность мозга может снова вернуться. «Именно это мы и обнаружили», — говорит ученый. В 2010 году они использовали препарат вальпроат, который тормозит действие гистондеацетилазы и применяется для лечения биполярного расстройства, чтобы вылечить взрослых мышей от амблиопии.
Чтобы установить, способен ли вальпроат вновь пробудить критические периоды у человека, Хеншу совместно с коллегами и Аланом Янгом (Allan Young) из Королевского колледжа в Лондоне пришлось довольствоваться навыком, приобрести который взрослый человек, казалось бы, не в состоянии. Они выбрали идеальный слух, потому что это очень редкая способность и она обычно наблюдается у людей, которых учат музыке до шестилетнего возраста. В мире нет убедительных примеров того, что этот навык человек может приобрести в зрелом возрасте, хотя люди после многомесячных репетиций и тренировок могут обрести определенные способности распознавать ноты.
Группа исследователей на протяжении 15 дней давала вальпроат или безвредное успокаивающее лекарство 24 мужчинам, не имевшим музыкального образования или обладавшим минимумом музыкальной подготовки. Во вторую неделю участникам эксперимента ежедневно показывали учебный видеофильм на 10 минут, в котором их учили ассоциировать шесть разных тонов в трех октавах с шестью именами, такими как Сара, Дэвид и Джимми. Ученые использовали имена людей, а не названия нот, дабы знакомство участников эксперимента с нотами не могло повлиять на его результаты.
В последний день группе подопытных дали послушать 18 разных тонов и попросили по ассоциации назвать их. Те мужчины, которые принимали вальпроат, в среднем назвали 5,09 ноты, и этот показатель оказался намного лучше, чем у тех, кто принимал обычное успокоительное, так как они показали результат в 3,5 правильно названных нот. Это ничуть не лучше простой случайности.
Данное исследование стало многообещающим первым шагом, показывающим, что взрослые в критические периоды также могут демонстрировать способности к познанию. Об этом говорит психолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего Диана Дойч (Diana Deutsch). «Количество участников эксперимента в данном случае было небольшим, — поясняет она. — Однако результаты оказались значимыми, и их следует воспринимать со всей серьезностью».
Теперь исследовательский коллектив попытается повторить эти результаты в ходе более масштабного эксперимента, в котором примет участие дополнительная группа, принимающая стабилизаторы настроения, не влияющие на гистондеацетилазу.
Проводятся и исследования по другим препаратам. Один из них воздействует на другой механизм торможения, влияющий на пластичность, а эксперимент проводится с генами, которые ослабляют движение питательного вещества холин по клетке. Препарат для лечения болезни Альцгеймера под названием донепезил усиливает это движение. Поэтому группа исследователей из Бостонской детской больницы, в состав которой входит Хенш, пытается выяснить, способен ли этот препарат остановить развитие амблиопии у детей постарше и у взрослых. Результаты обнадеживают, говорит Хенш. «У первой группы участников исследования состояние улучшилось. Мы не знаем, как долго это продлится, и сейчас изучаем этот вопрос». Другое исследование посвящено антидепрессанту флуоксетину, больше известному под названием прозак.
Но ученые действуют с большой осторожностью. Мозг прекращает критические периоды не без оснований. Произойдет катастрофа, если он весь остаток вашей жизни будет бесконечно монтировать и перемонтировать свои схемы. Хенш говорит, что он бы с опаской отнесся к проверке воздействия вальпроата на человека, если бы это не был проверенный и утвержденный препарат для лечения нарушений настроения и эпилепсии. «Мы не открываем мозг для капитальной перестройки. Мы просто увеличиваем его потенциал пластичности. Вкупе с обучением это может проявиться в тех изменениях, которые нам нужны».
Последствия такой работы предугадать трудно, говорит Янг, но они могут быть очень серьезными. Некоторые расстройства, включая аутизм, могут быть результатом наступающих не вовремя критических периодов. Поэтому их возвращение может принести пользу в лечебном плане. Кроме того, имеется возможность наделить нас новыми навыками и умениями. «Если вы можете вновь открыть этот критический период, у вас появляется потенциальная возможность пробудить стремление к познанию во всем», — говорит Янг.
Наш развивающийся мозг невероятно податлив и эластичен. Он способен структурировать и реструктурировать связи между нервными клетками в ответ на различные ощущения и впечатления. Время самых крупных изменений или «сензитивности» называется критическими периодами. Они начинаются в конце определенного возраста, что позволяет мозгу создавать и укреплять связи и механизмы, отвечающие за слух, зрение, эмоции и речь.
Для создания таких цепочек требуется тонкий баланс между возбуждением и торможением. Возбужденные, или находящиеся в активном состоянии, нервные клетки формируют прочные связи, помогают в создании новых цепочек, а сдерживаемые, или ингибированные нейроны, выпадающие из синхронного процесса, могут удаляться.
Ученые показали, что определенные препараты могут стимулировать у взрослых людей начало критических периодов. Это не только дает нам возможность для приобретения новых навыков и знаний, но и может обеспечить эффективный способ для борьбы с неврологическими нарушениями. Например, многие гены, задействованные в аутизме, участвуют в создании и поддержании баланса между возбуждением и торможением. Некоторые исследователи считают, что нарушение познавательной способности, наблюдаемое при аутизме, может быть результатом несвоевременности критических периодов. В ходе экспериментов на мышах, которых разводили с экспрессией генов, отвечающих за аутизм, были найдены доказательства таких нарушений по времени.
Если критический период наступает не в то время, мозг может слишком рано создать определенные цепочки. А это значит, что они подключатся к слаборазвитым участкам мозга. Либо же это может произойти слишком поздно, и в таком случае те функции, за которые отвечают данные цепочки, например, способность узнавать черты и выражение лица, не объединятся в единое целое с более сложными нейронными процессами типа тех, что помогают нам понимать и истолковывать эмоции других людей.
