Мозг подростка. Спасительные рекомендации нейробиолога для родителей тинейджеров

Процесс долговременной потенциации, или ДП, это сложный каскад событий, задействующий молекулы, белки и ферменты, который начинается и заканчивается в синапсах.

ДП начинается с главного возбуждающего нейромедиатора, глутаминовой кислоты, которая выделяется на терминал аксона одного нейрона, через синапс, к рецептору на дендрите принимающего нейрона. Глутаминовая кислота напрямую участвует в строительстве более сильных синапсов. Как она это делает? Глутаминовая кислота действует в качестве катализатора и запускает цепную реакцию, которая создает большие по размеру и более сильные синапсы, или связи, в проводящих путях мозга.

Когда глутаминовая кислота активирует рецептор, она заставляет ионы кальция перемещаться вокруг синапса. Кальций, в свою очередь, активирует множество ферментов и молекул и взаимодействует с определенными белками, чтобы изменить их форму и поведение. И это может изменить структуру синапса и нейрона, чтобы сделать их более или менее активными. Кальций может изменить существующие белки очень быстро, от нескольких секунд до нескольких часов, и он также может активировать гены, чтобы создать новые белки – этот процесс занимает от нескольких часов до нескольких дней.

РИСУНОК 11. Новые рецепторы добавляются в синапсы в процессе обучения и запоминания, а также ДП: сигналы аксонов, которые изначально вызывали малый отклик, вызывают больший отклик в нейронах после ДП благодаря развитию более крупного синапса.

Конечным результатом является синапс, более сильный и крупный по размеру, и это ведет к большей силе реакции в активированной клетке.

В экспериментах эту усиленную реакцию можно измерить как более мощный электрический сигнал. По сравнению с реакцией до «тренировки» и последующим построением сильного синапса, реакция в клетке после этой потенциации гораздо мощнее. На самом деле, если вы изучаете все это, вы создаете новые синапсы, когда читаете данные строки. Всего через несколько минут после того, как вы узнаете что-то новое, ваши синапсы начинают расти сильнее. Через несколько часов они становятся более сильными и крупными.

Джон Эклс, который получил Нобелевскую премию за свои ранние работы по изучению синапсов, удивился, насколько много стимуляции нужно, чтобы произвести изменения синапса:

«В попытке объяснить феномены обучения самым малоубедительным является то, что длительные периоды избыточного использования или неиспользования необходимы, чтобы произвести явные синаптические изменения».

Эклсу не удалось понять, что повторы, которые он отмечал с такой безнадежностью, – эти «длительные периоды избыточного использования» – представляли собой работу мозга, его научение и приобретение им знаний. После повторной стимуляции клетки мозга будут реагировать гораздо сильнее на раздражитель, чем первоначально. Следовательно, нейронная цепь «учится». И чем больше укоренены знания, тем легче вспомнить их и использовать.

Когда лыжники участвуют в слаломе, самый быстрый маршрут вниз становится отчетливым. Возникают колеи. К тому времени, когда последние спортсмены стартуют, маршрут так глубоко отпечатывается в снегу, что они не могут выехать из него, да им и не хочется это делать. Глубоко отпечатанный след направляет их вниз по пути, который им не нужно искать.

Процесс тонкой настройки и выключения нейронных связей, которые были созданы в детстве, но больше не нужны, называется прореживание, или прунинг. Он ускоряется с середины до конца пубертата, когда удаляются ненужные синапсы. Ученые называют эту фазу прореживания своего рода «нейронным дарвинизмом», в которой выживают только «сильнейшие», то есть наиболее часто используемые нейроны.

Чем объясняется потеря серого вещества на столь раннем этапе развития человека, когда многие когнитивные и познавательные функции еще в полной мере не развиты? В последние несколько лет исследователи обнаружили прямую корреляцию между уменьшением у подростков серого вещества и увеличением белого вещества. Ученые знают, что серое вещество продолжает уменьшаться и во взрослой жизни, особенно после шестидесяти лет, но они считают, что уменьшение объема серого вещества в подростковом возрасте – это существенно иной процесс. В дальнейшей жизни серое вещество уменьшается вследствие дегенеративных процессов, то есть происходит сжатие клеток и их отмирание, в то время как в подростковом возрасте уменьшение серого вещества является следствием пластичности мозга. («Используй или потеряешь!»)

Исследователи Калифорнийского университета обнаружили, что прунинг не только повышает эффективность мозга, но и что более высокий уровень интеллекта может коррелировать с длительным, ускоренным ростом нейронов в детстве с последующим энергичным прунингом в подростковом возрасте. Именно поэтому в разгар хаоса пубертата подростки развивают более компактную и эффективную взрослую «ментальную машину».

Взрослые имеют преимущество перед детьми и подростками в том, что их белое вещество лучше развито, то есть они имеют быстрые соединения между разными областями мозга.

Настоящей новостью в науке является то, что подростковый мозг наиболее приспособлен к обучению. И этот факт не следует принимать как должное! ДП сильнее выражена в подростковом возрасте. Животные-подростки учатся быстрее взрослых, и ученые хотели бы узнать, происходит ли это из-за лучшей синаптической пластичности.

РИСУНОК 12. Серое вещество и белое вещество развиваются в течение жизни по-разному. У детей и подростков больше серого вещества и синапсов, чем у взрослых, потому что по мере старения мозг удаляет ненужные соединения. Тем не менее в старости белое вещество также уменьшается, отчего возникают возрастные когнитивные проблемы вроде потери памяти или деменций.

Ученые проводили исследования на срезах мозга крыс, чтобы посмотреть на ДП у крыс-подростков и взрослых животных. Они обнаружили, что ДП гораздо сильнее у крыс-подростков. Сравнения «до» и «после» импульсной стимуляции показали, что синапсы на подростковых срезах были примерно в полтора раз увеличены и что это продолжалось гораздо дольше.

Это означает, что запоминание происходит легче и воспоминания сохраняются лучше, если обучение идет в подростковом возрасте, а не во взрослом. Данный факт не следует игнорировать! Это время, чтобы определять сильные стороны и вкладываться в проявляющиеся таланты. Это время, когда вы можете получить наилучшие результаты при проблемах в обучении и эмоциональном состоянии. Мы все долго считали, что уровень IQ, который «определили» у человека в начальной школе после прохождения одного из тестов, был окончательным вердиктом его интеллектуальной судьбы. Это неправда. Существует убедительные данные, показывающие, что IQ может меняться в подростковый период.

Между тринадцатью и семнадцатью годами одна треть людей сохраняет свой IQ на прежнем уровне, у одной трети – IQ уменьшается, а у самой выдающейся трети – IQ возрастает. Возрастание IQ отражается в изменениях на снимках мозга. При увеличении вербального IQ увеличивается и серое вещество в центрах мозга, отвечающих за речь. При увеличении невербального IQ увеличивается серое вещество в областях мозга, связанных с движениями рук.

Единственное, что разочаровало в этом исследовании, это то, что исследователи не выяснили, что именно делали эти люди в годы становления. Мы хотели бы знать секрет: что нужно делать, чтобы IQ вырос во время подросткового возраста? Утешает лишь то, что мы уже понимаем, что именно понижает IQ, но к этому мы вернемся позже.

РИСУНОК 13. Синаптическая пластичность подростков гораздо выраженнее, чем у взрослых. Чтобы проверить, выше ли способности к обучению у подростков по сравнению с взрослыми из-за наличия у них лучшей ДП, исследователи сравнили срезы гиппокампа подростков с аналогичными срезами у взрослых. Сигнал после импульсной стимуляции у подростков (B) был значительно выше и продолжался дольше, чем у взрослых (A).

Исследователи из Института генетики поведения Университета Колорадо недавно обнаружили, что по сравнению с детьми с более низким IQ дети с высоким IQ могут иметь продолжительный период обучения, в течение которого они поддерживают быстрый темп приобретения новых знаний. Этот продолжительный период обучения не обязательно приводит к повышению IQ, но он может иметь долгосрочные преимущества. Такого рода информацию нужно распространять повсюду: подростки должны знать, что это один из золотых периодов для их мозга!

Это, конечно, не поможет вам справиться с вашими головокружительно сложными подростками. Важно помнить: даже если их мозг обучается с максимальной скоростью, многое другое неэффективно – в том числе внимание, самодисциплина, завершение задач и управление эмоциями. Поэтому полезно повторять про себя мантру: «Одно дело за один раз». Старайтесь не перегружать своих подростков инструкциями. Помните: хотя они и выглядят так, как будто они могут делать несколько задач одновременно, на самом деле это у них не очень хорошо получается.

Даже если вы просто будете побуждать их останавливаться и задумывать над тем, что и когда они должны делать, это поможет увеличить приток крови к той области их мозга, которая задействована в многозадачности, и постепенно укрепит ее. Это касается инструкций и советов. Не только озвучивайте инструкции устно, но и записывайте их. А также ограничьте их число одной-двумя, а не тремя, четырьмя или пятью. Вы также можете помочь своим подросткам лучше управлять временем, купив им ежедневник и посоветовав записывать свои дела. Поступая таким образом постоянно, они будут обучать свой собственный мозг.

Возможно, самое важное – это установить границы. Для всего. Это то, что их чересчур активные мозги не могут сделать самостоятельно. Выделите конкретное количество времени, в течение которого вы позволите своему подростку общаться «виртуально». Конечно, это не означает, что дети будут неуклонно следовать вашей программе. Наверняка будут случайные сбои; возможно, их будет много. Вот почему вам нужно следить за ситуацией, проверять, как подростки делают свои домашние задания и сколько проводят времени за компьютером. Чем больше контроля с вашей стороны, тем меньше соблазнов для ваших подростков. А чем меньше искушений, тем лучше их мозг научится обходиться без постоянного отвлечения.

При неожиданных эмоциональных всплесках ваших детей сохранить спокойствие вам поможет простой счет до десяти – перед тем, как ответить им. Злиться или воспринимать подростковый кризис как детскую истерику не рекомендуется. Подростки полагают, что они взрослые, и чем чаще вы будете относиться к ним как к взрослым, тем больше шансов, что они на самом деле попробуют вести себя как взрослые.

Поскольку я врач и ученый, я могу усадить своих детей и сказать им: «Послушайте, если вы мне не верите, когда я говорю, что вы иррациональны, или импульсивны, или чрезмерно чувствительны, позвольте мне объяснить вам, почему это «вина» вашего мозга». К тому времени, как вы закончите читать эту книгу, вы будете в состоянии сделать то же самое.

И поверьте мне, это работает. Я видела это не только на своих сыновьях, но и в общении с другими подростками – после того как я проводила презентации в школах. Они буквально очаровываются нейробиологией и тем, что существует логика и обоснование того, что казалось им необъяснимыми потрясениями. Однако есть риск, что эти «обоснования мозга» станут своего рода подростковым оружием.

«Мой мозг заставил меня сделать это», – захочется сказать вашему сыну, когда он решит угнать автомобиль отца и кататься до полуночи.

«Нет! – должны ответить ему вы. – Твой мозг иногда является объяснением; но не оправданием».

Подростки достаточно осознают свои действия, чтобы знать, что они не являются автоматами. И это означает, что они способны изменять и отвечать за изменения собственного поведения. Это то, о чем вы должны напоминать им снова и снова. Наука о мозге не может служить оправданием глупого, незаконного или аморального поведения.

Подростки должны получать больше разъяснений. Точно так же, как я созвала своих сыновей, услышав об утонувшем Дэне, и вы, когда прочитаете или услышите о чем-то подобным, должны созвать своих детей-подростков, сесть с ними и напомнить им о том, почему эти вещи происходят. Не ждите, что они автоматически поймут подтекст и более тонкие связи, лучше перестраховаться и явно указать на очевидные вещи. Я делала это так много раз, что мои дети дали мне прозвище «Капитан Очевидность»!

Существует логическое объяснение, почему пластичность появляется в детстве и юности: выживание зависит от адаптации к окружающей среде, поэтому молодой мозг должен быть гибким и податливым. Рост синапсов делает подростков «машинами по обучению», но тот факт, что их мозговые сигналы могут легко сбиться с курса, делает эти скачки роста несколько опасными.

В эволюционном смысле открытость для новых идей, изучение новых вещей приводит к полезному опыту, который необходим для выживания. У взрослых миелин позволяет определенным сигналам мозга быстро связаться с лобной долей, где импульс будет приторможен. Поэтому прунинг происходит одновременно с ростом миелинизации, что дает подросткам короткий промежуток, чтобы испытать мир и выяснить, что сделает их счастливее, здоровее и, можно надеяться, мудрее. Это объясняет, почему поведение некоторых подростков может казаться таким разрушительным.

Мой коллега рассказал мне об одном подростке. Его остановили полицейские и выписали штраф за то, что он ехал со скоростью 113 миль в час[2]. Мальчик был в ярости – не потому, что его оштрафовали, он признал, что превысил скорость; а потому, что его оштрафовали за «неосторожную езду», хотя он, по его словам, все спланировал заранее. Он точно знал, что собирается делать и где он это будет делать, и даже выбрал прямой участок дороги с небольшим трафиком и хорошую погоду, чтобы сделать это.

Существует и еще одна причина этого явного конфликта личных интересов, базирующаяся на эволюции. Ученые из Университетского колледжа в Лондоне недавно попросили пятьдесят девять молодых людей, в возрасте от девяти до двадцати шести лет, предсказать вероятность того, что с ними может случиться что-то плохое. В списке были сорок печальных событий – от заражения вшами до получения серьезной травмы в автомобильной аварии. После того как испытуемые высказали свои догадки, им показали реальные шансы на то, что эти плохие вещи произойдут. Затем им предложили снова предсказать свои шансы.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Один из крупнейших в Европе медицинских университетов. – Здесь и далее: Прим. ред.

2

181 км/ч.