Как изменяется головной мозг при умственной деятельности

Работа головного мозгаRosenzweig М. R., Bennett Е. L. & Diamond М. С. (1972). Brain changes in response to experience.Scientific American, 226,22–29.

Исследования влияния нашей умственной деятельности на изменения головного мозга начались очень давно. Еще в 1785 году итальянский анатом Малакарне проделал эксперимент. Он изучал пары собак с одного помета и пары птиц с одной кладки яиц. Из каждой пары ученый активно тренировал только одну особь. После того как животное умирало, ученый вскрывал череп и изучал мозг животного. Малакарне выяснил, что мозг тренированного животного выглядел иначе, имел более сложную структуру и больше извилин.

В дальнейшем изучение влияния умственной деятельности на физическую структуру головного мозга продолжил Марк Розен-цвейг (Mark Rosenzweig) и его коллеги, Эдвард Беннетт (Edward Bennett) и Мариан Даймонд (Marian Diamond). Ученые проводили свои эксперименты на крысах. Для исследований выбрали именно крыс, потому что у них та часть мозга, которую собрались изучать ученые, гладкая, а не складчатая. Крысы очень быстро и размножаются, давая большое потомство. Крысы — недорогие животные.

Метод

Розенцвейг предполагал, что животное, которое помещается в стимулирующую среду, будет иметь иную структуру головного мозга. Для чистоты эксперимента из каждого помета выбирались по три самца. Каждого самца помещали в определенную клетку. Всего было задействовано 12 крыс и проведено 16 опытов.

 

Было использовано три вида клеток:

  • С доступной едой и водой. Клетка была нормальных размеров и помещалась в лаборатории.
  • С достаточным количеством еды и воды, но более скромных размеров. Помещалась такая клетка в отдельной комнате.
  • Клетка, в которой жило несколько крыс. В этой клетке ежедневно менялись игрушки для крыс.

Крысы проживали в таких клетках определенное время, после чего умерщвлялись. Далее ученые изучали мозг крыс.

Влияние внешней среды на развитие мозга

Результаты

Оказалось, что мозг крыс, которые жили в стимулирующей среде (с игрушками) отличается от мозга тех особей, которые жили в отдельной комнате и в маленькой клетке. Различия были в толщине коры головного мозга. У тренированных крыс кора была толще. А ведь кора мозга как раз отвечает за взаимодействие с окружающей средой, за движение, память, зрение, слух обоняние, осязание, обучение. Также у этих крыс развивались нейроны большего размера, хотя по количеству клеток мозга различий не было. Химическая активность мозга у тренированных крыс также была выше. Синапсы (это места соединения двух нейронов) у крыс с богатым опытом оказались на 50% больше, чем у, выращенных в клетках с ограниченными возможностями.

Розенцвейг и его коллеги выяснили, что в ответ на внешние воздействия больше всего развивается кора мозга. Остальная часть мозга (подкорка) практически не меняется.

Ученые продолжили исследования на диких мышах для того, чтобы максимально приблизиться к реальным условиям. Также как и с крысами, пойманных диких мышек сажали в клетки, где можно было развиваться и играть, и в вольеры с максимально естественными условиями. У мышей, выращенных в вольерах, мозг развился гораздо лучше, чем у их сородичей в лабораторных клетках. Таким образом, можно сделать вывод, что естественные условия лучше влияют на развитие, чем лабораторные.

Знание характера изменений, которые происходят в мозге по мере накопления опыта, могут помочь понять механизмы памяти. А это позволит выработать методики по улучшению памяти. Кроме того знания, полученные из этих исследований, объясняют связь между питанием и развитием интеллекта. Чем хуже питание, тем менее восприимчивым к внешней среде становится человек, а это в свою очередь ограничивает развитие мозга.

Продолжение исследований

Дальнейшие исследования влияния внешней среды на развитие мозга показали, что если животное было выращено в обедненных условиях, то мозг этого животного может улучшить свою деятельность. Для этого животное необходимо переместить в более благоприятные условия.

Исследования головного мозга человека после естественной смерти показали, что человек, обладающий большими знаниями, имеет мозг с более сложной структурой и кроме того, мозг такого  человека имел больший вес. Также было обнаружено, что у слепого человека, часть коры мозга, ответственная за зрение, гораздо тоньше и ровнее, чем у человека, обладающего зрением.

Знания, полученный Розенцвейгом, были использованы в изучении умственных расстройств у людей.  Было выяснено, что травмы, полученные в результате стресса в детском возрасте, негативно сказывались на развитие коры мозга в дальнейшем. В свою очередь неправильное развитие головного мозга приводило к развитию психических расстройств. Другими словами, ученые утверждают, что наследственная предрасположенность к психическим заболеваниям может иметь ранние психические проявления, которые, в свою очередь, вызывают физические изменения нервной системы, в дальнейшем ведущие к развитию психического заболевания. Исходя из этого, ученые предполагают, что для предотвращения развития психического заболевания в зрелом возрасте раннее вмешательство может быть важнее, чем это признавалось доныне.

Ученые выяснили, что для человеческого мозга очень важную роль играет стимуляция. Если человек с возрастом не теряет интерес к жизни, то кора мозга будет реагировать на воздействия внешней среды. Таким образом, можно сказать, что в любом возрасте очень важно «напрягать свой мозг».

 

Навигация

Предыдущая статья: ←

Оставить свой комментарий

Вверх
© 2019      //    Войти