Хотя мозг выглядит довольно симметрично снаружи, внутри есть важные различия. Никто не знает почему, но правая сторона мозга контролирует левую сторону тела и наоборот. То есть кора правого полушария регулирует движение левого глаза, левой руки и левой ноги, а кора левого – регулирует движения правого глаза, правой руки и правой ноги. Для зрения ситуация следующая – информация с левой стороны поля зрения проходит через правый таламус к правой затылочной коре, а информация из правого поля зрения идет к левой затылочной коре. В целом визуальное и пространственное восприятие находится больше на правой стороне мозга.
Если нарисовать образ тела на поверхности мозга, то различные части тела займут больше или меньше места – пропорционально зонам коры, отвечающим за них. И в сенсорной и в моторной коре лицо, губы, язык, пальцы занимают больше пространства, поскольку ощущения и контроль, необходимые для этих областей, должны быть более точными, чем для других – например, для середины спины.
Канадский невролог начала XX века, Уайлдер Пенфилд, первым описал эту функциональную карту коры. Он сделал это на материале операций по удалению зоны мозга, которая вызывала эпилептические припадки. Во время операций Пенфилд стимулировал участки коры, чтобы определить, какие области можно безопасно удалить. Например, стимуляция одной области могла привести к подергиваниям конечности или лицевой мышцы. Проделав это с множеством пациентов, он смог создать функциональную карту.
Площадь мозга, отвечающая за конкретную часть тела, варьирует в зависимости от сложности функций этой части. Например, площадь, зарезервированная для рук и пальцев, губ и рта, примерно в десять раз больше, чем площадь для всей поверхности спины. (Ну что еще можно делать со спиной, кроме как сгибать ее?) Все области мозга, служащие для одной части тела, находятся в непосредственной близости друг от друга.
РИСУНОК 2. Карта мозга, показывающая размер областей, которые управляют различными частями тела.
В своей дипломной работе в Колледже Смита в Нортгемптоне, Массачусетс, я исследовала некоторые из областей мозга, отвечающих за отдельные части тела, а также изучала, приводит ли чрезмерная стимуляция одной из конечностей тела к укрупнению области мозга, отвечающей за эту часть.
На самом деле это был один из первых экспериментов по пластичности мозга, чтобы посмотреть, изменится ли мозг в ответ на внешнюю стимуляцию.
Многие впечатляющие исследования, которые были проведены с конца 1970-х годов, в целом подтверждают концепцию импринтинга. Некоторые из наиболее известных работ, которые вдохновили меня на выполнение моего небольшого дипломного исследования, были написаны учеными из Гарварда – Дэвидом Хьюбелом и Торстеном Визелем.
Термин «пластичность», который начал использоваться в то время, означает, что головной мозг может изменяться под воздействием событий – он податлив.
Хьюбел и Визель доказали, что если котят в течение их «детства» растят с одним глазом, заклеенным пластырем (они похожи на котят-пиратов!), то всю остальную жизнь они не могут видеть глазом, который был заклеен. Эти ученые также выявили, что функции области мозга, отвечающей за заклеенный глаз, частично переходят к областям мозга, отвечающим за открытый глаз.
Они провели еще один ряд экспериментов, в ходе которых котята росли в визуальной среде с вертикальными линиями, и обнаружили, что, когда котята стали взрослыми, их мозг реагировал только на вертикальные линии. Дело в том, что типы сигналов и стимулы, которые присутствуют во время развития мозга, действительно определяют способ его работы в дальнейшей жизни.
Мой эксперимент в колледже показал то же самое, но не в отношении зрения, а в отношении прикосновений.
Однажды я хорошо повеселилась, демонстрируя этот эффект импринтинга в повседневной жизни. Наша любимая кошка умерла в преклонном возрасте девятнадцати лет, и мы все по ней скучали. Конечно, вскоре Эндрю, Уилл и я пошли в местный приют для животных, чтобы присмотреть себе кошечку. Мы влюбились и принесли домой самую миниатюрную и нуждающуюся в ласке полосатую кошечку, которую можно себе представить. Ребята придумали ей имя: Джилл. Джилл всегда была у нас на коленях; она очень любила людей. Я вспомнила эксперименты на пластичность мозга и попросила Эндрю и Уилла, когда они держат ее у себя, массировать ей лапы, чтобы посмотреть, улучшится ли у нее координация.
Поэтому, всякий раз, когда она была у нас на руках, мы массировали ее лапы, поглаживая их и касаясь ее «пальчиков». Конечно, Джилл начала использовать свои лапы гораздо активнее, чем любая другая кошка, которая когда-либо у нас была (а у меня было много разных кошек, начиная с восьмилетнего возраста). Она использовала свои лапы для выполнения тех вещей, которые большинство кошек не делают. Джилл была очень «лапа-ориентированной» и ходила по дому, сталкивая небольшие предметы со стола и с явным наслаждением наблюдая, как они ударяются об пол. Это стало кошмаром для нас, поскольку не все вещи, которая она сбивала, были небьющимися.
Она часто пользовалась лапой, когда ела, осторожно залезая лапой в банку с кошачьей едой, зачерпывая оттуда немного корма и отправляя в рот. Наблюдая за Джилл, мы начали замечать, что она почти всегда использовала левую лапу. У нас была кошка-левша! И вдруг мы поняли: когда мы брали ее, чтобы помассировать ей лапы, она лежала к нам мордой и поскольку мы все правши, мы всегда стимулировали ее левую лапу больше, чем правую! Домашний проект демонстрации пластичности нейронов завершен! Я знаю, что если бы мы могли заглянуть в ее мозг, мы бы увидели, что там выделено больше места для ее лап – и особенно для левой, – чем у обычной средней кошки.
Это же явление – перераспределения места в мозге на основе жизненного опыта – происходит и у людей. Мы называем эту часть жизни критическим периодом, когда «воспитание» – то есть окружающая среда – может изменить «характер». Но подробнее об этом позже.
РИСУНОК 3. Доли мозга. A. Мозг развивается от задней стороны к передней. B. Кору головного мозга можно разделить на несколько основных областей в зависимости от функций.
Только что я сказала вам, что области мозга, ответственные за зрение и части тела, размещаются в разных местах, но они могут уменьшаться или увеличиваться по отношению друг к другу в процессе развития – на основе частоты их использования.
Структурно человеческий мозг делится на четыре доли: лобную (расположенную вверху и спереди), теменную (вверху сзади), височную (сбоку) и затылочную (сзади). Мозг располагается на стволе мозга, который соединяется со спинным мозгом. В задней части мозга мозжечок регулирует двигательную активность, а в затылочных долях располагается зрительная кора. В теменных долях лежит ассоциативная кора, а также моторные и сенсорные участки коры. Височные доли включают в себя области, участвующие в регуляции эмоций и сексуальности. Речевые функции также находятся здесь, а точнее, в доминантном полушарии (в левой височной доли для правшей и восьмидесяти пяти процентов левшей, и в правой височной доли – для небольшой группы настоящих левшей). Лобные доли расположены в самой передней части мозга, эта область связана с принятием решений, вынесением суждений, интуицией и контролем за импульсами.
Важно отметить, что мозг созревает от задней к передней части и в подростковом возрасте лобные доли – это наименее зрелые отделы мозга.