Ваша самая важная сеть – это не Facebook

Для того чтобы понять, как и почему головной мозг отличается повышенной пластичностью в подростковом возрасте, стоит узнать немного больше о механизмах работы головного мозга.

Функционирование головного мозга осуществляется за счет передачи электрических импульсов по сетям, состоящим из связанных между собой клеток мозга, которые называются нейронами. В нейроне выделяют три части: тело нейрона, или сома; удлиненный отросток – аксон, на конце которого расположены терминальные ветви; и тысячи крошечных древовидных расширений в начале нейронов – дендриты, визуально напоминающие корневую систему растения. В мозге взрослого человека каждый нейрон имеет до десяти тысяч соединений. В совокупности нейроны и вспомогательные клетки нервной ткани (глиальные клетки) образуют серое вещество головного мозга.

Электрические импульсы, двигаясь по нейронной сети, передаются от одного нейрона через аксон и принимаются другим нейроном через дендриты. Передачу электрического импульса от одного нейрона к другому можно рассматривать как передачу информации по этой особой цепи – так бегуны в эстафете вручают друг другу эстафетную палочку. Все наши мысли, ощущения, эмоции или действия определяются потоком электрических импульсов по нейронным сетям в мозге.

Аксон одного нейрона соединяется с дендритами другого иначе, чем электрические провода с выключателем. Место контакта аксона одной нервной клетки и дендритов другой, через которое электрическим путем передаются импульсы, называется синапсом. Для того чтобы произошла передача импульса от одного нейрона к соседнему, электрический разряд должен «перепрыгнуть» синаптическую щель. Как это происходит?

Передача сигнала к другим нервным клеткам совершается благодаря высвобождению особых биологически активных химических веществ, которые называются нейромедиаторами, или нейротрансмиттерами. Вероятно, вы что-то слышали о дофамине и серотонине. (Почему дофамин играет чрезвычайно важную роль в развитии мозга в подростковом периоде, я объясню в главе 4.) Действие большинства наиболее часто рекомендуемых антидепрессантов, например, основано на изменении количества серотонина в сетях мозга, что позволяет контролировать настроение.

Когда нейротрансмиттер высвобождается из терминальных ветвей аксона «передающего» нейрона, пересекает синаптическую щель и достигает рецептора «принимающего» нейрона, происходит химическая реакция, которая вызывает новый электрический импульс, а он таким же образом передается следующему нейрону в сети, «перепрыгивая» через синаптическую щель с помощью нейромедиатора. Этот процесс повторяется каждый раз, когда информация передается по сложной сети нейронов головного мозга.

Каждый нейромедиатор имеет специфическую молекулярную структуру, соответствующую рецептору, предназначенному именно для этого нейротрансмиттера: это можно сравнить с замком и ключом от него. Импульс, который стимулирует нейрон к выбросу дофамина, вызывает реакцию в нейроне, имеющем дофаминовые рецепторы. Так обеспечивается упорядоченное функционирование головного мозга: если бы каждый импульс приводил к беспорядочному стимулированию всех соседних нейронов, было бы невозможно сохранить и поддерживать четкие нервные цепи, а это обернулось бы огромной проблемой для органа, умещающегося внутри черепной коробки и при этом состоящего из сотни миллиардов нейронов, каждый из которых создает десять тысяч соединений. Таким образом, активация нейрона, который является частью нервной цепи, регулирующей эмоциональное состояние, оказывает влияние на настроение человека, а не на его движение большим пальцем ноги.

В процессе передачи электрических импульсов по нервным цепям участвуют и другие клетки мозга. Они образуют электроизолирующую оболочку с высоким содержанием липидов, покрывающую аксоны определенных нейронов, как оплетка вокруг электрического провода. Эта оболочка называется миелиновой, а миелинизированные нейроны – белым веществом мозга. Миелин «изолирует» нервные цепи, обеспечивая движение импульса по заданному маршруту. Нервные цепи, покрытые миелиновой оболочкой, проводят импульсы в сотни раз быстрее, чем немиелинизированные, делая их более эффективными, особенно если цепи покрывают обширную область. Рассеянный, или множественный склероз – это аутоиммунное заболевание, при котором поражается миелиновая оболочка нервных волокон головного и спинного мозга, что влияет на передачу электрических импульсов в мозге и нервной системе, нарушая координацию движений и равновесие.

Количество миелина в головном мозге увеличивается почти до 50 лет, формируя оболочку для все большего числа нервных волокон по мере взросления человека. Наряду с ремоделированием соединений между нейронами миелинизация нервных цепей является важным фактором пластичности головного мозга. Однако в то время как ремоделирование нейронных соединений обеспечивает мозгу способность к изменениям (нервные цепи, усиленные сегодня, могут в какой-то момент ослабеть, и наоборот), процесс миелинизации обеспечивает устойчивость уже сформированных нервных цепей[64], а не создает новые. Одна из причин снижения пластичности мозга при достижении человеком взрослого возраста состоит в том, что у подростков в головном мозге увеличивается количество белков[65], препятствующих образованию новых синапсов, а также белков другого типа, обеспечивающих процесс миелинизации. В результате снижается способность мозга к изменениям соединений между нейронами.