Краткая история тела. 24 часа из жизни тела: секс, еда, сон, работа - Дженнифер Акерман

телефону усиливает риск аварии или аварийной ситуации в 1,3 раза, набор номера утраивает опасность.

* * *

Десять утра. Вы благополучно добрались до работы и проглотили вторую чашку кофе, отвечая на звонки и электронную почту. Через час или около того вам предстоит выступать на совещании. А сейчас вы погрузились в чтение бумаг, воплощенное внимание и концентрация. Если бы вы могли видеть, что происходит внутри вашей черепной коробки, пока вы просматриваете набранный мелким шрифтом текст, что бы вы увидели? Что происходит под надежной защитой вашего черепа, пока вы поглощены этим чтением по диагонали (или до смерти волнуетесь)? Буквально до последнего времени мозг и все его способности – мыслить, чувствовать, вырабатывать решения, воображать, рассуждать, помнить – были одной большой загадкой. Однако за последние десять лет ученые сделали ряд потрясающих открытий, которые позволили заглянуть внутрь мозга и проследить за его работой в реальном времени.

Позднее утро. В своей лаборатории на медицинском факультете Йельского университета два нейробиолога, Салли и Беннет Шейвиц, наблюдают за мозговой деятельностью одиннадцатилетнего мальчика по имени Кит. Через большое окно я вижу его: он лежит на спине, голова обмотана проводами от магнитно-резонансного сканера. С помощью перископа он читает серию парных сигналов – на экране одновременно вспыхивают слово и картинка («лиса» и изображение коровы, «корова» и лук), – а затем быстро нажимает на кнопки «да» или «нет», показывая, сооответствуют ли два сигнала друг другу.

Шейвицы изучают участки мозга, отвечающие за чтение. Как раз сейчас они склонились над двумя мониторами. Один показывает те же картинки, которые видит Кит; другой – монохромное изображение его мозга в поперечном сечении. Результатом сканирования стали структурные изображения, фиксирующие мельчайшие детали анатомии мозга, и функциональные изображения задействованных в работе участков мозга.

Магнитно-резонансный сканер безопасен и безвреден, он не требует ни уколов, ни облучения. Массивный и мощный круглый магнит, он похож, по словам Кита, на космический корабль или пончик. Этот сканер может нарисовать детальную анатомическую картину мозга с разрешением меньше полумиллиметра, объясняет Салли Шейвиц. Он настолько мощный, что может увидеть кровеносный сосуд толщиной с волосок глубоко внутри мозга.

Пока Кит читает свои сигналы, компьютеры заодно следят, какие нейроны активированы в мозге. Функциональные изображения, полученные в результате сканирования, выявляют участки мозга, задействованные при выполнении специальных заданий, отмечая изменения в поступлении кислорода и притоке крови, который сопровождает активность нейронов. Чем усерднее работает тот или иной участок мозга, тем больше в него поступает крови, богатой оксигемоглобином.

Этот «прилив» фиксируется магнитно-резонансным сканером как небольшое усиление сигнала. Таким образом, сканер дает изображение тех клеточных цепочек, которые возбуждаются при выполнении определенного умственного задания. После завершения сбора информации печатается серия цветных снимков, на которых разные участки мозга выделены разными цветами, – некое подобие моментальной карты нервной деятельности.

У нейроимиджинга есть и свои критики, в основном из-за временно́й шкалы этого метода. Функциональные МРС делают картинки за секунды, вспышки нервной деятельности происходят в миллисекунды. Более того, активность, которую фиксирует МРС, не всегда каузальна: картинки показывают, какие участки мозга задействованы при выполнении когнитивных заданий, но не обязательно те, которые необходимы для выполнения этих заданий.

И все-таки, говорит Салли Шейвиц, «функциональный нейроимиджинг произвел революцию в исследовании мозга. Он может найти скрытую функцию – или дисфункцию – и сделать ее видимой». Такие исследования полностью развеяли миф о том, что мы используем только малую толику своего серого вещества – пресловутые 10 %. На самом деле в течение дня – пусть и не одновременно – активируются практически все уголки и закоулки нашего «компьютера». Разные группы нейронов включаются в работу в разное время при выполнении различных заданий. Сканеры проследили за тем, как мозг управляет движением, производит подсчеты, воспринимает речь, узнает лица и места, определяет время, интерпретирует печатный текст.

Имиджинговые исследования Шейвицев и других ученых ограничиваются теми участками мозга, которые активируются во время чтения[113]. Среди них фонологический участок заднего мозга, расположенный сразу за ухом и над ним, который используется начинающими учиться читать, такими как мой ученик Брайан, для произнесения слов по слогам, и так называемый словообразовательный участок в затылочно-височной части заднего мозга, который позволяет умеющему читать увидеть все слово целиком менее чем за 150 миллисекунд. По мере обретения опыта читающие начинают использовать словообразовательный участок мозга вместо фонологического.

Эта область мозга просто «сверкает», когда вы работаете. Затылочно-височный отдел мозга активируется у знатоков автомобилей, когда они определяют марку и модель классических машин, у орнитологов, решающих, к какому отряду и виду относится щебечущая перед ними птаха. Получается, что этот участок мозга используется для оценки различных объектов, говорит Беннет Шейвиц. «Представляется, что без него не обойтись при экспертной оценке и совершенствовании в чем-либо».

* * *

Вы надеетесь, что участки заднего мозга, ответственные за экспертную оценку, уже активированы утренней работой и вы сейчас в прекрасной форме для выступления. Совещание уже началось, вы полны решимости и уверенности. Некоторые хронобиологи полагают, что на позднее утро приходится пик некоторых видов умственной деятельности. Исследования показывают, что бодрость, способность ясно мыслить и заучивать в течение дня меняются на 15–30 %[114]. У большинства из нас пик наступает через 2,5–4 часа после пробуждения[115]. Так что для «жаворонков» он приходится примерно на 10–12 часов утра. Вместе с ним приходит логичность мышления и способность решать сложные задачи[116].

Однако многое зависит от возраста. Для подростков и молодых людей утро может быть весьма далеким от описанной Рильке «совершенно новой страницы». Мэри Карскадон, хронобиолог из Университета Брауна, в ходе многолетних наблюдений за одними и теми же людьми выявила физиологические изменения в работе биологических часов в период полового созревания[117]. Подростки постарше начинают все более склоняться к «совиному», «запаздывающему по фазе» образу жизни, при этом гормон мелатонин у них вырабатывается позднее и они позднее ложатся спать. Тем не менее вставать им приходится рано, чтобы успеть к началу уроков в школе.

«Заставлять старших подростков посещать школу и участвовать в выполнении заданий, требующих умственного напряжения, рано утром может быть неправильно с биологической точки зрения», – говорит Карскадон. Они не только не высыпаются; «от них требуют бодрствования, когда их циркадианная система еще функционирует в ночном режиме. Ученики могут сидеть за партами, но их головы остаются дома на подушке».

Взаимосвязь между циркадианными ритмами и умственной деятельностью едва уловима и все еще остается предметом споров. Ваши успехи при выполнении умственного задания зависят от множества переменных: интереса, сосредоточенности, уверенности в себе; от того, сколько вы спали прошлой ночью, что ели на завтрак, потребляли ли кофеин; от